Lutetium(III)-oxid

Kristallstruktur
Kristallstruktur von Lutetium(III)-oxid
Vorlage:Farbe Lu3+ 0 Vorlage:Farbe O2−
Allgemeines
Name	Lutetium(III)-oxid
Andere Namen	Cassiopeiumoxid Lutecia Dilutetiumtrioxid Lutetiumsesquioxid Lutetiumoxid (mehrdeutig)
Verhältnisformel	Lu2O3
Kurzbeschreibung	weißes Pulver<ref name="Sigma" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 234-764-3 ECHA-InfoCard 100.031.591 PubChem 4323797 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	397,93 g·mol−1
Aggregatzustand	fest<ref name="Sigma" />
Dichte	9,42 g·cm−3<ref name="Sigma" />
Schmelzpunkt	2487 °C<ref name="reade" />
Siedepunkt	3980 °C<ref name="reade" />
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser<ref name="reade">Reade: Lutetium Oxide Powder (Lu2O3) (Memento vom 6. Mai 2012 im Internet Archive)</ref> löslich in Säuren<ref name="reade" />
Brechungsindex	1,94743<ref>O. Medenbach et al.: Refractive index and optical dispersion of rare earth oxides using a small-prism technique, J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 3, S. 174–177, 2001 doi:10.1088/1464-4258/3/3/303.</ref>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="Sigma">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-AldrichVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref> Gefahrensymbol Achtung H- und P-Sätze H: 315​‐​319​‐​335 P: 261​‐​305+351+338<ref name="Sigma" />
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Lutetium(III)-oxid ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Oxide.

Vorkommen

Lutetium(III)-oxid kommt natürlich in sehr geringem Umfang (0,003 %) im Mineral Monazit vor.<ref name="Emsley" />

Gewinnung und Darstellung

Lutetium(III)-oxid kann durch Verbrennung von Lutetium mit Sauerstoff (Luft)<ref name="HoWi1941">A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1941–1943.</ref> oder am einfachsten durch Thermische Zersetzung von Lutetiumoxalat gewonnen werden.

<math>\mathrm{4 \ Lu + 3 \ O_2 \longrightarrow 2 \ Lu_2O_3}</math>

<math>\mathrm{Lu_2(C_2O_4)_3 \longrightarrow 2 \ Lu_2O_3 + 6 \ CO }</math>

Die Weltproduktion von Lutetium in Form von Lutetium(III)-oxid beträgt etwa 10 Tonnen pro Jahr.<ref name="Emsley">John Emsley: Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements. Oxford University Press, 2003, ISBN 978-0-19-850340-8, S. 300 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref>

Lutetium(III)-oxid-Nanokristalle können durch Reaktion von Lutetiumnitrat mit Harnstoff gewonnen werden.<ref name="buch">E. Zych, W. Mielcarek, M. Kojdecki, K. Domagala: X-ray investigation of lutetium oxide nanostructured material. Applied crystallography: proceedings of the XVIII conference, 2001, ISBN 978-981-02-4613-6, S. 302 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref>

<math>\mathrm{2 \ Lu(NO_3)_3 + 5 \ CH_4N_2O \longrightarrow Lu_2O_3 + 8 \ N_2 + 10 \ H_2O + 5 \ CO_2}</math>

Eigenschaften

Lutetium(III)-oxid ist ein weißes Pulver, das unlöslich in Wasser ist.<ref name="Sigma" /> Es ist hygroskopisch und absorbiert auch Kohlendioxid.<ref name="krebs">Robert E. Krebs: The history and use of our earth's chemical elements: a reference guide. Greenwood Pub Group, 2006, ISBN 978-0-313-33438-2, S. 304 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref> Es reagiert mit Säuren unter Kationenbildung, welche ihrerseits in Wasser schwach sauer reagieren.<ref name="po">Periodensystem-online: Lutetium(III)-oxid</ref> Wie die anderen dreiwertigen Oxide der schwereren Lanthanoide kristallisiert es in der kubischen Lanthanoid-C-Struktur<ref name="HoWi1941"/> mit a = 1039 pm und Z = 16. Es besitzt einen hohen Absorptionskoeffizienten für Röntgenstrahlen, was es als Szintillationsmaterial für medizinische Detektoren interessant macht.<ref name="Chang">Oliver T. Chang: Frontal semiconductor research. Nova Science Publishers, 2006, ISBN 978-1-60021-210-9, S. 7 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref>

Verwendung

Lutetium(III)-oxid wird zur Herstellung von Spezialgläsern und auch als Katalysator beim Cracken, zur Alkylierung, Hydrierung und Polymerisation verwendet. Es dient auch als Ausgangsstoff zur Herstellung von Lasermaterialien. Eine Verbindung aus Lutetium(III)-oxid und Palladium(II)-oxid (erzeugt bei hohem Druck und Temperatur in Gegenwart von Kaliumchlorat) besitzt Eigenschaften die für supraleitende Materialien interessant sind.<ref name="reade" />

Einzelnachweise

<references />