71Lu174.97

原子序数 71 · 镧系元素

Lu

别名: Lutetium

镥(Lu)是第71号元素,是镧系的最后一个成员,也是其中密度最大、最硬、熔点最高的。它价格昂贵,大宗用途不多,但在医学中扮演着重要角色,从PET扫描仪中的晶体到治疗前列腺癌的靶向放射药物都有它。

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主要性质

原子序数71
原子量174.97 (CIAAW 2024 简化标准原子量)
分类镧系元素
镧系/锕系(无族序号)
周期6
f
物态(25 °C,1 atm)固态
熔点1936 K (1662.8 °C)
沸点3675 K (3401.8 °C)
密度9.84 g/cm³
电负性(鲍林标度)1.27
原子半径(范德华半径)221 pm
第一电离能5.426 eV
电子亲和能
氧化态+3
发现1907

电子排布

简写
[Xe]6s2 4f14 5d1
完整
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d1 6s2
各电子层电子数
2 · 8 · 18 · 32 · 9 · 2

轨道表示式

1s2↑↓
2s2↑↓
2p6↑↓↑↓↑↓
3s2↑↓
3p6↑↓↑↓↑↓
3d10↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓
4s2↑↓
4p6↑↓↑↓↑↓
4d10↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓
4f14↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓
5s2↑↓
5p6↑↓↑↓↑↓
5d1
6s2↑↓

在周期表中的位置

发现历史

1907年,三位化学家几乎同时发现了镥。法国的乔治·于尔班、奥地利的卡尔·奥尔·冯·韦尔斯巴赫和美国的查尔斯·詹姆斯各自证明,马里尼亚克的镱土是两种元素的混合物。詹姆斯发表得太晚,没能参与优先权之争,于尔班和奥尔则为谁是第一个发现者争执不下。

国际原子量委员会站在于尔班一边,采用了他起的名字。不过在德语国家,奥尔起的名字“cassiopeium”(符号Cp)一直沿用到20世纪50年代。于尔班最初的拼写是“lutecium”,现代拼写于1949年被采用。纯金属镥直到20世纪中叶分离技术改进后才首次被制得,至今产量仍然很少,是最昂贵的镧系元素之一。

名称由来

名称来自于尔班的家乡巴黎的拉丁名 Lutetia。中文“镥”以金字旁加“鲁”字,取其读音。

主要用途

  • 靶向放射治疗:连接在能搜寻肿瘤的分子上的镥-177,被用于治疗神经内分泌肿瘤和转移性前列腺癌。它的β粒子攻击肿瘤,而微弱的伽马射线则让医生能够成像,看到药物去了哪里。
  • PET探测器:氧化正硅酸镥(LSO)及其掺钇的“表亲”LYSO在受到伽马射线撞击时会发出快速而明亮的闪光,是PET扫描仪中的标准闪烁体。
  • 催化:镥化合物曾被用作或被研究用作裂化和聚合反应的催化剂。
  • 测年:镥-铪法帮助测定岩石和陨石的年龄。

同位素

天然镥是稳定的镥-175(约97.4%)与放射性的镥-176(约2.6%)的混合物。镥-176经β衰变变成铪-176,半衰期约370亿年,这是镥-铪测年法的基础。医用镥-177的半衰期约6.6天。

日常生活中

由于LYSO晶体中含有天然放射性的镥-176,用它制成的PET探测器始终在发出非常微弱的信号,这种本底信号甚至可以用来校准。镥没有已知的生物学作用,一般认为毒性较低。关于第3族中钇下方应该放镧还是镥,化学家们争论已久;基于电子排布和化学规律的论证越来越倾向于镥。

小知识

  • 镥是密度最大、最硬、熔点最高的镧系元素。
  • 同一年里有三位化学家各自独立发现了镥。
  • 在德国,这种元素直到20世纪50年代都被称为cassiopeium。

同类元素 (镧系元素)

数据来源 · 性质:PubChem Periodic Table(美国 NIH/NLM 公开数据)· 原子量:CIAAW 2024 简化标准原子量 · 名称:Wikidata(CC0),韩文名称遵循大韩化学会。获取日期 2026-09-23。