Związki lutetu
Związki lutetu to związki utworzone przez metaliczny lantanowiec lutet (Lu). W tych związkach lutet generalnie wykazuje stopień utlenienia +3, tak jak LuCl3 , Lu2O3 i Lu2 ( SO4 ) 3 . Wodne roztwory większości soli lutetu są bezbarwne i po wyschnięciu tworzą białe krystaliczne ciała stałe, z powszechnym wyjątkiem jodku. Rozpuszczalne sole, takie jak azotany, siarczany i octany, tworzą po krystalizacji hydraty. tlenek _ , wodorotlenki, fluorki, węglany, fosforany i szczawiany są nierozpuszczalne w wodzie.
tlenki
_oxide_sample.jpg)
Tlenek lutetu(III) jest białą substancją stałą, sześciennym związkiem lutetu , który czasami jest używany do przygotowywania specjalistycznych szkieł . Nazywa się to również lutecją. Jest to tlenek lantanowca, znany również jako pierwiastek ziem rzadkich . Tlenek lutetu(III) jest ważnym surowcem do produkcji kryształów laserowych. Ma również specjalistyczne zastosowania w ceramice, szkle, luminoforach i laserach. Tlenek lutetu (III) jest stosowany jako katalizator w krakingu, alkilowaniu, uwodornianiu i polimeryzacji. Pasmo wzbronione tlenku lutetu wynosi 5,5 eV.
Halogenki
Fluorek lutetu(III) można wytworzyć w reakcji tlenku lutetu z fluorowodorem lub w reakcji chlorku lutetu i kwasu fluorowodorowego . Można go również wytworzyć w reakcji siarczku lutetu i kwasu fluorowodorowego :
-
3 Lu
2 S
3 + 20 HF + (2 + 2x) H
2 O → 2 (H
3 O) Lu
3 F
10 ·xH
2 O↓ + 9 H
2 S↑ (x = 0,9) - (H 3 O) Lu 3 F 10 → 3 LuF 3 + HF↑ + H2O ↑
Tlenek lutetu i trifluorek azotu reagują w temperaturze 240 ° C, tworząc LuOF. Drugi etap ma miejsce poniżej 460 ° C w celu wytworzenia LuF 3 . Chlorek lutetu(III) tworzy higroskopijne białe jednoskośne kryształy, a także hydroskopijny heksahydrat LuCl 3 ·6H 2O . Bezwodny chlorek lutetu(III) ma strukturę warstwową YCl 3 (AlCl 3 ) z oktaedrycznymi jonami lutetu. Bromek lutetu (III) można zsyntetyzować w następującej reakcji:
- 2 Lu(s) + 3 Br 2 (g) → 2 LuBr 3 (s)
Podczas spalania bromek lutetu(III) może wytwarzać opary bromowodoru i tlenków metali. Bromek lutetu(III) reaguje z silnymi utleniaczami . Jodek lutetu (III) można otrzymać w reakcji lutetu z jodem :
- 2 Lu + 3 Ja 2 → LuI 3
Jodek lutetu (III) można również otrzymać w reakcji metalicznego lutetu z jodkiem rtęci w próżni w temperaturze 500 ° C:
- 2 Lul + 3 HgI 2 → 2 LuI 3 + 3 Hg
Rtęć elementarną powstającą w reakcji można usunąć przez destylację . Wodzian jodku lutetu(III) wykrystalizowany z roztworu można ogrzać z jodkiem amonu w celu uzyskania bezwodnika .
Związki koordynacyjne
Ftalocyjanina lutetu jest najbardziej znanym związkiem koordynacyjnym lutetu i pochodzi z lutetu i dwóch ftalocyjanin . Był to pierwszy znany przykład cząsteczki będącej samoistnym półprzewodnikiem . Wykazuje elektrochromizm , zmieniając kolor pod wpływem napięcia. Jest to dwupokładowy związek kanapkowy składający się z jonu Lu 3+ skoordynowanego z dwoma sprzężonymi zasadami dwóch ftalocyjanin. Pierścienie są ułożone w układzie schodkowym . Końce dwóch ligandów są lekko zniekształcone na zewnątrz. Kompleks zawiera niewinny ligand w tym sensie, że makrocykle niosą dodatkowy elektron. Jest to wolny rodnik z niesparowanym elektronem znajdującym się na w połowie wypełnionym orbicie molekularnej między najwyżej zajętymi i najniższymi niezajętymi orbitalami, co pozwala na precyzyjne dostrojenie jego właściwości elektronicznych. To, wraz z wieloma podstawionymi pochodnymi, takimi jak pochodna alkoksy -metylowa Lu [(C 8 H 17 OCH 2 ) 8 Pc] 2 , można osadzać jako cienką warstwę o wewnętrznych właściwościach półprzewodnikowych; wspomniane właściwości wynikają z jego rodnikowego charakteru i niskiego potencjału redukcyjnego w porównaniu z innymi ftalocyjaninami metali. Ten początkowo zielony film wykazuje elektrochromizm; forma utleniona LuPc
+ 2 jest czerwona, podczas gdy forma zredukowana LuPc
- 2 jest niebieska, a kolejne dwie formy zredukowane są odpowiednio ciemnoniebieskie i fioletowe. Cykl zielonego/czerwonego utleniania można powtórzyć ponad 10 000 razy w roztworze wodnym z rozpuszczonym halogenki metali alkalicznych , zanim ulegnie degradacji przez jony wodorotlenkowe ; zielony/niebieski redoks rozkłada się szybciej w wodzie.