varie

elementi delle terre rare

Cerio

Numero atomico 58

Massa atomica 140.12 g.mol -1

Elettronegativita' secondo Pauling 1.1

Densita' 6.76 g.cm -3 at 20°C

Punto di fusione 799 °C

Punto di ebollizione 3426 °C

Raggio di Vanderwaals 0.181 nm

Raggio ionico 0.102 nm (+3) ; 0,087 nm (+4)

Isotopi 9

Guscio elettronico [ Xe ] 4f 1 5d 1 6s 2

Energia di prima ionizzazione 526.8 kJ.mol -1

Energia di seconda ionizzazione 1045 kJ.mol -1

Energia di terza ionizzazione 1945.6 kJ.mol -1

Energia di quarta ionizzazone 3537 kJ.mol -1

Potenziale Standard - 2.48 V ( Ce 3+ / Ce )

Scoperto da W. von Hisinger nel 1903

Il cerio è un metallo malleabile, morbido, duttile, grigio-ferro, leggermente piu' duro del piombo. È molto reattivo: si appanna rapidamente nell'aria, si ossida lentamente in acqua fredda e velocemente in acqua calda. Si dissolve in acidi. Può prendere fuoco una volta riscaldato o graffiato con una lama.

Applicazioni

Il metallo è usato come nucleo per gli elettrodi al carbonio delle lampade ad arco, per i manti incandescenti per l'accensione del gas. Il cerio è usato in leghe ferro-alluminio, in acciaio inossidabile come agente indurente precipitante, per fare i magneti permanenti. L'ossido del cerio prende parte alla catalisi delle marmitte catalitiche usate durante la pulizia dei veicoli esausti, esso inoltre catalizza la riduzione degli ossidi dell'azoto (NOx) in gas di azoto. Tutte le nuove automobili sono ora dotate di traformatore catalitico che consiste di un substrato del metallo o di ceramica, un rivestionento di ossido di alluminio o ossido di cerio e uno strato di metallo finemente disperso come platino o rodio, che costituisce la superficie attiva. Il solfuro di cerio (Ce2S3) tende a sostituire il cadmio in pigmenti rossi per i contenitori, i giocattoli, gli articoli per la casa e le casse, dal momento che il cadmio ora è considerato dannoso per l'ambiente.

Altri impieghi del cerio sono in televisori a schermo piatto, lampadine a bassa energia e dischi compatti magnetico-ottici, nella cromatura. L'uso di cerio è ancora in crescita, poiche' è adatto per produrre i catalizzatori e per lucidare il vetro.

Il cerio nell'ambiente

Il cerio è l'elemento più abbondante delle terre rare. Compone circa il 0,0046 % in paso della crosta terrestre. Il cerio proviene soprattutto dai principali minerali lantanidi ma una parte è ottenuta da perovskite, da un minerale di titanio e da allanite (Il minerale raro Allanite-(Ce), noto anche come Orthite, si combina con Phlogopite Mica e Albite). Entrambi possono contenere abbastanza cerio da renderli una fonti sfruttabile. La produzione mondiale ammonta a 23.000 tonnellate all'anno, ma e' probabile che questa quantità aumenti dal momento che sempre più cerio è usato al giorno d'oggi.

Effetti del cerio sulla salute

Il cerio è uno dei rari composti chimici, che può essere trovato nelle case in apparecchiature quali televisori a colori, lampade fluorescenti, lampade economizzarici d'energia ed i vetri. Tutti i prodotti chimici rari hanno proprietà paragonabili.

Il cerio è soprattutto pericoloso sul luogo di lavoro, dato che polvere e gas possono essere inalati con l'aria. Ciò può causare embolie polmonari, in particolare durante esposizione di lunga durata. Il cerio può essere una minaccia al fegato quando si accumula nel corpo umano.

Il cerio non ha alcun ruolo biologico ma e' stato notato che alcuni sali di cerio stimolano il metabolismo.

Effetti ambientali del cerio

Il cerio è fatto uscire nell'ambiente in molti luoghi differenti, soprattutto dalle industrie produttrici di benzina. Può anche entrare nell'ambiente quando gli elettrodomestici vengono buttati via. Il cerio si accumula gradualmente nei terreni e nell'acqua del terreno e questo puo' portare ad un aumento della concentrazione in esseri umani, animali e particelle del terreno.

Negli animali acquatici il cerio danneggia le membrane cellulari, con parecchie influenze negative sulla riproduzione e sulle funzioni del sistema nervoso.

Grazie all'uso del cerio delle marmitte catalitiche l'atmosfera delle città sta lentamente migliorando, o dovunque i motori diesel funzionino. I motori diesel emettono del particolato, particelle di carbonio di soltanto alcuni micrometri di diametro. Un modo per ridurre le emissioni di particolato è intrappolarle in un filtro ceramico ed qundi bruciarle. Se un po' di ossido del cerio è aggiunto al carburante, catalizza la combustione delle particelle e le elimina.

http://www.lenntech.it/periodica/elementi/ce.htm#Atomic%20number

 Praseodimio

Caratteristiche

Il praseodimio è un metallo tenero di colore argenteo appartenente al gruppo dei lantanidi.Esposto all'aria subisce ossidazione e si copre di una patina di ossido verde che lo preserva dall'ulteriore corrosione. Questo lo rende in qualche modo più resistente alla corrosione degli analoghi europio, lantanio, cerio e neodimio.Viene generalmente conservato in recipienti ermetici o immerso in olio minerale.

Applicazioni

• • Come agente legante del magnesio per creare leghe ad alta resistenza usate nei motori d'aereo.

  • Il praseodimio forma il nucleo delle luci ad arco usate nell'industria cinematografica per l'illuminazione dei teatri di posa e lampade per proiettori.

  • I composti del praseodimio si usano per conferire al vetro e agli smalti un colore giallo.

  • Il praseodimio è un componente del vetro al didimio, che serve per alcuni tipi di occhiali per saldatori e soffiatori di vetro.

Storia

Il nome praseodimio viene dal greco prasios, verde e didymos, gemello.Nel 1841, Mosander estrasse la terra rara didimio da un minerale di lantanio. Nel 1874, Per Theodor Cleve concluse che il didymio era in realtà una miscela di due elementi, e nel 1879, Paul Emile Lecoq de Boisbaudran isolò una nuova terra, il Samario, dal didimio ottenuto dal minerale samarskite. Nel 1885 il chimico austriaco barone C. F. Auer von Welsbach separò il didimio in due elementi, praseodimio e neodimio, che davano sali di colori diversi.

Disponibilità

Il praseodimio si trova nei minerali di terre rare monazite e bastnasite, e può essere recuperato da queste con un processo di scambio ionico. Il praseodimio costituisce inoltre il 5% circa del Misch metal.

Composti

·         Fluoruri: PrF2; PrF3; PrF4

·         Cloruri: PrCl3

·         Bromuri: PrBr3; Pr2Br5

·         Ioduri: PrI2; PrI3; Pr2I5

·         Ossidi: PrO2; Pr2O3

·         Solfuri: PrS; Pr2S3

·         Selenuri: PrSe

·         Tellururi: PrTe; Pr2Te3

·         Nitruri: PrN

 Neodimio

Il neodimio è l'elemento chimico di numero atomico 60. Il suo simbolo è Nd.

Caratteristiche

Il neodimio è un metallo appartenente al gruppo delle "terre rare", o lantanidi, presente nella lega chiamata mischmetal fino al 18%.È un metallo d'aspetto argenteo e lucente tuttavia, essendo uno dei lantanidi più reattivi, si ossida rapidamente all'aria coprendosi di una patina di ossido che desquamandosi espone all'azione ossidante dell'aria nuovi strati di metallo fresco.

Applicazioni

Tra gli usi del neodimio si annoverano:

• • Come componente del didimio, utilizzato per la colorazione degli occhiali e degli schermi per saldatori.

  • L'utilizzo come colorante per vetri consente di ottenere delicate tonalità che variano dal violetto al rosso-vino sino a tonalità calde di grigio. L'assorbimento di tali vetri presenta picchi di assorbimento particolarmente stretti. Questi vetri sono utilizzati per produrre filtri per osservazioni astronomiche, calibrando le bande di assorbimento. Il neodimio consente di compensare il colore verde dei vetri, impartito dal ferro come contaminante.

  • Come drogante viene utilizzato in alcuni materiali trasparenti impiegati nei laser all'infrarosso (1054-1064 nm); fra questi, il granato all'ittrio ed alluminio (Nd:YAG), il fluoruro di ittrio e litio (Nd:YLF), il vanadato di ittrio (Nd:YVO) e nei vetri al neodimio (Nd:glass).

  • I sali di neodimio sono usati come coloranti per smalti.

  • Il neodimio viene utilizzato per produrre magneti permanenti Nd2Fe14B ad elevata forza coercitiva. Questi materiali sono meno costosi dei magneti al samario-cobalto e vengono anche utilizzati nella produzione di auricolari.

  • Probabilmente a causa di affinità con Ca2+, è stato citato l'utilizzo di Nd3+ come agente di crescita per le piante: in Cina è frequente l'utilizzo di composti delle terre rare come fertilizzanti.

Storia

Il neodimio è stato scoperto dal chimico austriaco barone Carl Auer von Welsbach a Vienna nel 1885, che tramite un'analisi spettroscopica lo individuò nel didimio insieme al praseodimio. L'elemento non fu tuttavia isolato in forma pura fino al 1925. Il nome deriva dalle parole greche neos, nuovo, e didimos, gemello. Oggi il neodimio viene ottenuto tramite un processo di scambio ionico dalle sabbie di monazite ((Ce,La,Th,Nd,Y)PO4), un minerale ricco di elementi appartenenti alla classe dei lantanidi, e per elettrolisi dei suoi sali alogenati.

Disponibilità

Il neodimio non si trova mai in natura allo stato nativo; si rinviene invece in minerali quali la sabbia di monazite ((Ce,La,Th,Nd,Y)PO4) e la bastnasite ((Ce,La,Th,Nd,Y)(CO3)F), nonché nel mischmetal.La sua separazione dalle altre terre rare è piuttosto difficoltosa.

Composti

·         Fluoruri: NdF3

·         Cloruri: NdCl2; NdCl3

·         Bromuri: NdBr2; NdBrs3

·         Ioduri: NdI2; NdI3

·         Ossidi: Nd2O3

·         Solfuri: NdS; Nd2S3

·         Selenuri: NdSe

·         Tellururi: NdTe; Nd2Te3

·         Nitruri: NdN

Isotopi

Il neodimio in natura si presenta come una miscela di cinque isotopi stabili, 142Nd, 143Nd, 145Nd, 146Nd and 148Nd - di cui il 142 è il più abbondante (27,2%), e due isotopi radioattivi, 144Nd e 150Nd. Gli isotopi radioattivi del neodimio sono in totale 31 ed i più stabili sono 150Nd, con un'emivita di 1,1 × 1019 anni, 144Nd (2,29 × 1015 anni) e 147Nd (10,98 giorni). Gli altri isotopi hanno emivite inferiori a 3,38 giorni e la maggior parte di essi inferiore ai 71 secondi. Questo elemento presenta anche 4 metastati, i più stabili sono 139mNd (emivita: 5,5 ore), 135mNd (5,5 minuti) e 141mNd (62,0 secondi). La principale modalità di decadimento radioattivo degli isotopi fino a 142Nd è la cattura elettronica con trasformazione in isotopi del praseodimio; per gli isotopi di massa superiore è il decadimento beta con trasformazione in isotopi del promezio.

Precauzioni

La polvere di neodimio metallico è reattiva all'aria e può incendiarsi spontaneamente.Come per tutti i lantanidi, i composti del noedimio hanno una tossicità medio-bassa, tuttavia studi specifici sulla tossicità del neodimio non sono stati condotti. La polvere di neodimio ed i suoi sali sono molto irritanti per gli occhi e le mucose e moderatamente irritanti per la pelle. Inalare le polveri può causare embolie polmonari ed un'esposizione prolungata danneggia il fegato. Il neodimio ha anche un effetto anticoagulante sul sangue, specie se somministrato per via endovenosa. Magneti al neodimio sono stati testati per la realizzazione di supporti per la riparazione delle ossa fratturate, ma problemi di biocompatibilità hanno impedito la diffusione della tecnica.

Promezio

Il promezio (o prometeo) è l'elemento chimico di numero atomico 61 e peso atomico 147. Il suo simbolo è Pm.

Caratteristiche

Il promezio è un metallo tenero; è un elemento artificiale che emette particelle beta le quali possono essere usate per stimolare l'emissione di raggi X da parte di elementi aventi un elevato numero atomico.

Delle proprietà del promezio metallico si sa poco; ne esistono due forme allotropiche ed i suoi sali manifestano al buio una luminescenza azzurro-verde per via della loro elevata radioattività.

Applicazioni

Viene utilizzato nella ricerca come elemento tracciante, trova applicazione anche nell'industria del fosforo.

• • Fonte di radiazioni beta per misure di spessore.

  • Fonte luminosa per segnali ad alta affidabilità (in cui si usa il fosforo per assorbire le radiazioni beta e produrre luce).

  • In batterie nucleari in cui fotocellule convertono la luce in corrente elettrica: questo tipo di batteria ha una vita utile di circa cinque anni usando 147Pm.

  • Probabilmente in futuro sarà usato come fonte portatile di raggi X e come fonte ausiliaria di calore o energia per satelliti e sonde spaziali, e per costruire laser per comunicare con sottomarini in immersione.

Storia

L'esistenza del promezio fu dapprima predetta da Bohuslav Brauner nel 1902; tale predizione venne confermata da Henry Moseley nel 1914. Molti gruppi dichiararono di aver prodotto questo elemento, ma nessuno potè confermare la scoperta per la grande difficoltà di separare questo elemento dalle altre terre rare. La dimostrazione dell'esistenza del promezio fu ottenuta nel 1945 da Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin e Charles D. Coryell durante l'analisi di alcuni sottoprodotti della fissione dell'uranio; tuttavia i tre scienziati erano troppo occupati dalle ricerche belliche alleate durante la seconda guerra mondiale, per cui non annunciarono la loro scoperta fino al 1947. Il nome promezio deriva da Prometeo, uno dei titani della mitologia greca, che rubò il fuoco agli dei e ne fece dono ai mortali. Nel 1963, sono stati messi a punto dei metodi basati sullo scambio ionico per separare il promezio dal combustibile esaurito dei reattori nucleari; con tali metodi vennero ottenuti circa 10 grammi di promezio.

Disponibilità

Il promezio non si trova in natura sulla Terra. Le sue righe spettrali sono state però individuate nella luce di alcune stelle.

Produzione

Non isolato in natura, è stato prodotto artificialmente in reattori nucleari, in quanto prodotto della fissione dell'uranio, del torio e del plutonio. Viene anche prodotto tramite bombardamento con neutroni di 146Nd che, convertito in 147Nd, si trasforma spontaneamente (emivita: 11 giorni) in 147Pm attraverso un decadimento beta.

Composti

Le sue proprietà chimiche e metallurgiche sono simili a quelle del neodimio e del samario.

• • Cloruri: PmCl3

  • Bromuri: PmBr3

  • Ossidi: Pm2O3

Isotopi

Sono tutti radioattivi, il più comune è il Pm 147 (vita media 2,6 anni).Sono stati individuati 36 radioisotopi del promezio, di cui il più stabile è il 145Pm con emivita di 17,7 anni, 146Pm con emivita 5,53 anni e 147Pm con emivita 2,6234 anni. Tutti gli altri radioisotopi hanno emivita minore di un anno, e anzi l'emivita della maggior parte di loro non arriva a 30 secondi. Questo elemento ha anche 11 stati meta di cui il più stabile è 148Pmm (T½ 41,29 giorni), 152Pmm2 (T½ 13,8 minuti) e 152Pmm (T½ 7,52 minuti).Gli isotopi di promezio hanno peso atomico che va da 127,9482600 amu (128Pm) a 162,9535200 amu (163Pm). La principale modalità di decadimento per gli isotopi più leggeri di 145Pm è la cattura elettronica con conversione in neodimio; per quelli più pesanti è il decadimento beta con conversione in samario.

Precauzioni

È richiesta grande cura nella manipolazione del promezio e dei suoi composti per via della loro elevata radioattività, che si manifesta anche con l'emissione di raggi X.Il promezio non ha alcun ruolo biologico.

Samario

Il samario è l'elemento chimico di numero atomico 62. Il suo simbolo è Sm.

Caratteristiche

Il samario è un metallo dei lantanidi dall'aspetto argenteo, abbastanza stabile all'aria a temperature inferiori a 150°C; al di sopra di tale limite si incendia spontaneamente. Esiste in tre forme cristalline differenti in funzione della temperatura; le temperature di conversione tra di esse sono 734°C e 922°C.

Applicazioni

• • la produzione di lampade ad arco per la cinematografia, inseme ad altri elelemnti delle terre rare

  • il drogaggio dei cristalli di CaF2 per la realizzazione di laser e maser

  • come assorbitore di neutroni nei reattori nucleari

  • leghe speciali

  • magneti samario-cobalto; SmCo5 è usato per produrre magneti permanenti ad elevata resistenza alla smagnetizzazione

  • l'ossido di samario è usato per produrre vetri capaci di assorbire la luce infrarossa

  • l'ossido di samario è un catalizzatore per la disidratazione e per la deidrogenazione dell'etanolo

Storia

Il samario fu individuato per la prima volta nel 1853 per via spettroscopica dal chimico svizzero Jean Charles Galissard de Marignac, che ne ipotizzò la presenza nel didimio a partire da alcune righe spettrali. Fu poi il francese Paul Emile Lecoq de Boisbaudran a isolarlo nel 1879 dalla samarskite. Sia quest'ultimo minerale che l'elemento prendono il nome da un ufficiale russo, il colonnello Samarski.

Disponibilità

Il samario non si trova in natura allo stato nativo; come gli altri elementi delle terre rare è contenuto in diversi minerali, tra cui la monazite, la bastnasite e la samarskite. La monazite (che ne contiene fino a 2,8%) e la bastnasite sono le principali fonti industriali di questo elemento. Solo in tempi relativamente recenti è stato possibile isolare il samario in forma abbastanza pura attraverso tecniche di scambio ionico, estrazione in solvente e deposizione elettrochimica. Il samario metallico è spesso preparato per elettrolisi di una miscela di cloruro di samario (III) e cloruro di sodio o cloruro di calcio fusi. Può essere preparato anche per riduzione dei suoi sali con il lantanio.

Composti

• • fluoruri: SmF2; SmF3

  • cloruri: SmCl2; SmCl3

  • bromuri: SmBr2; SmBr3

  • ioduri: SmI2; SmI3

  • ossidi: Sm2O3

  • solfuri: Sm2S3

  • selenuri: Sm2Se3

  • tellururi: Sm2Te3

Isotopi

Il samario in natura si compone di 4 isotopi stabili - 144Sm, 150Sm, 152Sm, 154Sm - e di 3 isotopi radioattivi - 147Sm, 148Sm, 149Sm. Di questi, 152Sm è l'isotopo più abbondante e rappresenta in 26,75% del totale.Gli isotopi radioattivi del samario sono 32, i più stabili sono 148Sm (emivita: 7 × 1015 anni), 149Sm (2 × 1015 anni) e 147Sm (1,06 × 1011 anni). Gli altri hanno un'emivita inferiore a 1,04 × 108 anni e la maggior parte di essi, inferiore a 48 secondi. Questo elemento possiede anche 5 metastati di cui i più stabili sono 141mSm (emivita: 22,6 minuti), 143m1Sm (66 secondi) e 139mSm (10,7 secondi).La principale modalità di decadimento degli isotopi più leggeri di 152Sm è la cattura elettronica con conseguente trasformazione in isotopi del promezio; quelli più pesanti subiscono invece preferenzialmente un decadimento beta trassformandosi in isotopi dell'europio.

Precauzioni

Come per gli altri lantanidi, anche i composti del samario posseggono una tossicità medio-bassa, benché non ancora studiata in dettaglio. Il samario non riveste alcun ruolo biologico noto.

Europio

L'europio è l'elemento chimico di numero atomico 63. Il suo simbolo è Eu.

Caratteristiche

L'europio è il più reattivo tra gli elementi delle cosiddette terre rare. Si ossida rapidamente quando è esposto all'aria e reagisce in maniera simile al calcio in presenza di acqua. Come gli altri lantanidi, si incendia spontaneamente all'aria a temperature comprese tra i 150°C ed i 180°C. È piuttosto tenero, come il piombo, e abbastanza duttile.

Applicazioni

L'europio metallico non ha applicazioni commerciali o industriali, è stato tuttavia usato nel drogaggio di alcune materie plastiche per la realizzazione di laser. Per via della sua capacità di assorbire i neutroni, un uso possibile impiego nei reattori nucleari è oggetto di studio. L'ossido di europio, Eu2O3, è comunemente usato per produrre i fosfori rossi dei televisori e come attivatore dei fosfori a base di ittrio. Viene impiegato anche nella produzione di vetri fluorescenti.Sali chirali di europio vengono usati nell'analisi per risonanza magnetica nucleare (NMR) di composti chirali.

Storia

L'europio è stato dapprima osservato da Paul Émile Lecoq de Boisbaudran nel 1890 che osservò linee spettrali insolite non attribuibili né al samario né al gadolinio in campioni in cui questi due elementi erano stati concentrati; la scoperta effettiva tuttavia è attribuita a Eugène-Antole Demarçay che ipotizzò nel 1896 che i campioni di samario fossero contaminati da un elemento ancora sconosciuto , che riuscì a isolare nel 1901. La sintesi di europio metallico puro è avvenuta solo in tempi relativamente recenti.

Disponibilità

L'europio non si trova libero in natura, è però contenuto in diversi minerali di cui i più importanti sono la bastnasite e la monazite.

Composti

• • fluoruri: EuF2, EuF3

  • cloruri: EuCl2, EuCl3

  • bromuri: EuBr2, EuBr3

  • ioduri: EuI2, EuI3

  • ossidiEuO, Eu2O3

  • solfuri: EuS

  • selenuri: EuSe

  • tellururi: EuTe

  • nitruri: EuN

Isotopi

L'europio in natura è una miscela di due isotopi stabili, 151Eu e 153Eu, con quest'ultimo leggermente più abbondante (52,2%).Sono noti 35 isotopi radioattivi, di cui i più stabili sono 150Eu (emivita: 36,9 anni), 152Eu (13,516 anni) e 154Eu (8,593 anni). Tutti gli altri hanno un tempo di dimezzamento inferiore a 4,7612 anni e la maggior parte di essi inferiore a 12,2 secondi. L'europio ha anche 8 metastati di cui i più stabili sono 150mEu (emivita: 12,8 ore), 152m1Eu (9,3116 ore) e 152m2Eu (96 minuti).La principale modalità di decadimento degli isotopi più leggeri di 153Eu è la cattura elettronica con conversione in isotopi del samario, quelli più pesanti subiscono invece preferenzialmente un decadimento beta convertendosi in isotopi del gadolinio.

Precauzioni

La tossicità dei composti dell'europio non è stata indagata a fondo, ma non vi sono chiare indicazioni che sia più tossico di altri metalli pesanti. La polvere del metallo può incendiarsi o provocare esplosioni. L’europio non ha alcun ruolo biologico noto.

Gadolinio

Il gadolinio è l'elemento chimico di numero atomico 64. Il suo simbolo è Gd.

Caratteristiche

Il gadolinio è un metallo delle cosiddette terre rare; ha aspetto bianco-argenteo, è duttile e malleabile. Cristallizza a temperatura ambiente in una forma α esagonale compatta, scaldato a 1508 K si trasforma in una forma cristallina β cubica a corpo centrato. A differenza degli altri lantanidi, il gadolinio è relativamente stabile all'aria, purché secca. In presenza di umidità, si copre rapidamente del proprio ossido che, scrostandosi, espone all'attacco nuove superfici di metallo vivo. Reagisce lentamente con l'acqua e si scioglie negli acidi diluiti. Il gadolinio ha la sezione d'urto verso la cattura di neutroni termici più alta di qualsiasi materiale noto (49.000 barn), ma ha anche un'elevata velocità di esaurimento che ne limita l'utilità come materiale di fabbricazione delle barre di controllo dei reattori nucleari. Il gadolinio diventa superconduttivo a temperature inferiori a 1,083 K. È fortemente magnetico a temperatura ambiente ed è l'unico metallo non appartenente al gruppo dei metalli di transizione a mostrare proprietà magnetiche.

Applicazioni

Il gadolinio viene usato per produrre granati all'ittrio-gadolinio, utilizzati nei dispositivi a microonde; sali di gadolinio sono impiegati anche per produrre fosfori per i televisori a colori. Soluzioni di composti di gadolinio trovano impiego come mezzo di contrasto intravenoso nella risonanza magnetica nucleare a scopo diagnostico. Il gadolinio viene inoltre usato per la produzione di compact disc e di dispositivi di memoria per computers. Trova infine impiego anche in sistemi di spegnimento di emergenza in reattori nucleari, in special modo in reattori di tipo CANDU. Il gadolinio possiede insolite proprietà metallurgiche; per semplice addizione dell'1% di gadolinio al ferro, al cromo ed alle loro leghe se ne migliora la lavorabilità e la resistenza alle alte temperature ed all'ossidazione. L'elevato momento magnetico del gadolinio e la sua bassa temperatura di Curie - vicina alla temperatura ambiente - rende il gadolinio idoneo alla realizzazione di sensori magnetici di temperatura.

Storia

Nel 1880, il chimico svizzero Jean Charles Galissard de Marignac osservò le linee spettrali del gadolinio in campioni di didimio e di gadolinite. Fu poi il francese Paul Emile Lecoq de Boisbaudran a separare la gadolinia (ovvero l'ossido digadolinio (III) dall'ittria di Mosander nel 1886. L'elemto puro è stato isolato solo in tempi relativamente recenti. Come il minerale gadolinite, il gadolinio deve il suo nome al chimico e geologo finlandese Johan Gadolin..

Disponibilità

Il gadolinio in natura non si trova allo stato nativo, ma solo combinato in minerali quali la gadolinite, la monazite e la bastnasite. Viene preparato per scambio ionico ed estrazione in solvente, oppure per riduzione del suo fluoruro anidro con calcio metallico.

Composti

• • fluoruri: GdF3

  • coruri: GdCl3

  • bromuri: GdBr3

  • ioduri: GdI3

  • ossidi: Gd2O3

  • solfuri: Gd2S3

  • nitruri: GdN

Isotopi

Il gadolinio in natura si presenta come una miscel adi 5 isotopi stabili, 154Gd, 155Gd, 156Gd, 157Gd, 158Gd, e di due radioattivi, 152Gd e 160Gd. 158Gd è il più abbondante (24,84%). Del gadolinio sono stati individuati 30 isotopi radioattivi, di cui il più stabile è 160Gd (emivita: 1,3 × 1021 anni), 152Gd (1,08 × 1014 anni) e 150Gd (1,79 × 106 anni). Tutti gli altri hano emivite inferiori a 74,7 anni e la maggior parte di essi inferiore a 24,6 secondi. Sono inoltre noti 4 metastati, i cui più stabili sono 143mGd (emivita: 110 secondi), 145mGd (85 secondi) e 141mGd (24,5 secondi). La principale modelità di decadimento per gli isotopi più leggeri di 158Gd è la cattura elettronica con conversione in isotopi dell'europio; per quelli più pesanti è il decadimento beta con conversione in isotopi del terbio.

 Precauzioni

Analogamente agli altri lantanidi, i composti del gadolinio sono considerati a tossicità medio-bassa, benché la loro tossicità non sia stata ancora studiata in dettaglio. Il gadolinio non ha alcun ruolo biologico noto

Terbio

Il terbio è l'elemento chimico di numero atomico 65. Il suo simbolo è Tb.

Caratteristiche

Il terbio è un metallo grigio-argenteo appartenente al gruppo delle terre rare; è malleabile, duttile e tenero a sufficienza da poter essere tagliato con un coltello. Abbastanza stabile all'aria, esiste in due forme cristalline; la temperatura di transizione tra esse è di 1289°C.

Applicazioni

Il terbio è usato per drogare il fluoruro di calcio, il tungstato di calcio ed il molibdato di stronzio, materiali usati nella realizzazione di transistor ed altri componenti elettronici, nonché insieme all'ossido di zirconio come stabilizzante delle celle a combustibile che operano ad alta temperatura. Viene usato in leghe metalliche ed il suo ossido è impegato per la preprazione dei fosfori verdi delle lampade a fluorescenza e degli schermi televisivi.Il borato di terbio e sodio è un materiale che emette luce laser alla frequenza di 546 nm.

Storia

Il terbio fu scoperto dal chimico Svedese Carl Gustaf Mosander nel 1843 come una impurità nell'ossido di Ittrio (Y2O3), e battezzato con il nome del villaggio svedese Ytterby. Non è stato isolato in forma pura fino a tempi molto recenti, dopo l'avvento delle tecnologie di scambio ionico.

Disponibilità

Il terbio non si trova mai in natura come elemento puro, ma contenuto in molti minerali, come la cerite, la gadolinite, la monazite ((Ce,LaTh,Nd,Y)PO4, che contiene fino allo 0.03% di terbio), la xenotima (YPO4) e la euxenite ((Y,Ca,Er,La,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6, che contiene l'1% o più di terbio).

Composti

• • Fluoruri: TbF3; TbF4

  • Cloruri:TbCl3

  • Bromuri: TbBr3

  • Ioduri: TbI3

  • Ossidi: Tb2O3; Tb4O7

  • Solfuri: Tb2S3

  • Nitruri: TbN

Isotopi

Il terbio naturale è composto da un solo isotopo stabile, il 159Tb. Sono stati descritti altri 33 radioisotopi del terbio, di cui il più stabile (158Tb) ha una emivita di 180 anni: seguono il 157Tb con 71 anni e il 160Tb con 72,3 giorni. Tutti gli altri isotopi sono molto radioattivi, con emivite di meno di 7 giorni, e anzi la maggior parte ha emivite di meno di 30 secondi. Questo elemento ha anche 18 stati metastabili, di cui i più stabili sono 156m1Tb (t½ 24,4 ore), 154m2Tb (t½ 22,7 ore) e 154m1Tb (t½ 9,4 ore). Il modo di decadimento principale prima dell'isotopo stabile (159Tb) è la cattura elettronica, e quello dopo è il decadimento beta. I prodotti di decadimento prima del 159Tb sono isotopi di Gadolinio, mentre dopo il 159Tb sono isotopi di Disprosio.

Precauzioni

Come per tutti gli altri lantanidi, il terbio e i suoi commposti hanno tossicità bassa o moderata, sebbene tale tossicità non sia stata studiata approfonditamente. Il terbio non ha alcun ruolo biologico noto.

Disprosio

Il disprosio è l'elemento chimico di numero atomico 66. Il suo simbolo è Dy.

Caratterstiche

Il disprosio è un elemento delle terre rare ed ha un aspetto metallico lucente. Relativamente stabile all'aria a temperatura ambiente, si scioglie rapidamente in soluzioni diluite di acidi minerali, liberando idrogeno. È tenero a sufficienza da poter essere tagliato con un coltello e può essere lavorato senza emissione di scintille, se si ha cura di evitarne il surriscaldamento. Le caratteristiche reologiche del disprosio sono molto influenzate dalla presenza di impurità, anche in tracce.

Applicazioni

Il disprosio trova impiego col vanadio ed altri elementi nella realizzazione di materiali per laser; la sua elevata sezione d'urto d'assorbimento dei neutroni termici ed il suo elevato punto di fusione lo rendono potenzialmente utile anche per farne barre di controllo per reattori nucleari. Cementi speciali contenenti ossido di disprosio (noto anche come disprosia) e nichel assorbono facilmente i neutroni senza collassare o contrarsi anche dopo un prolungato bombardamento di neutroni. Alcuni sali di disprosio e cadmio sono usati come sorgenti di radiazione infrarossa per lo studio delle reazioni nucleari, inoltre il disprosio trova impiego anche nella produzione dei compact disc.

Storia

Il disprosio fu identificato per la prima volta a Parigi nel 1886 da Paul Emile Lecoq de Boisbaudran, l'elemento puro tuttavia non è stato isolato fino agli anni '50, facendo ricorso a tecniche di scambio ionico. Il nome "disprosio" deriva dal greco dysprositos, "difficile arrivarci".

Disponiblità

Il disprosio non si trova mai puro in natura, ma si deve estrarre dai minerali che ne contengono, come la xenotima, la fergusonite, la gadolinite, la euxenite, la policrasi, la blomstrandina, la monazite e la bastnasite: spesso è mescolato ad erbio, olmio e/o altre terre rare.

Composti

Quasi tutti i composti del disprosio lo vedono nello stato di ossidazione +3, e sono fotemente paramagnetici.

• • Fluoruri: DyF3

  • Cloruri: DyCl2;  DyCl3

  • Bromuri: DyBr2;  DyBr3

  • Ioduri: DyI2; DyI3

  • Ossidi: Dy2O3

  • Solfuri:Dy2S3

  • Nitruri:DyN

Isotopi

IL disprosio è costituito in natura di una miscela di sette isotopi stabili: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy e 164Dy, dei quali il 164Dy è il più abbondante (28.18% del totale). Sono stati trovati altri 28 radioisotopi, di cui i più stabili sono il 154Dy con una emivita di 3,0E+6 anni, il 159Dy con 144,4 giorni e il 166Dy con 81,6 ore. Tutti i restanti isotopi sono molto radioattivi, con emivite di meno di 10 ore: anzi, la maggioranza ha emivite di meno di 30 secondi. Questo elemento ha anche 5 stati metastabili, di cui i più stabili sono il 156165m-Dy (t½ 1,257 minuti), 147mDy (t½ 55,7 secondi) e 145mDy (t½ 13,6 secondi). Il modo di decadimento principale prima dell'isotopo stabile più abbondante, il 164Dy, è la cattura elettronica, mentre il modo più frequente dopo di esso è il decadimento beta. Il principale prodotto di decadimento prima del 164Dy sono isotopi di terbio, mentre dopo di esso i prodotti principali sono isotopi di olmio.

Precauzioni

Come per tutti i lantanidi, anche il disprosio e i suoi composti hanno tossicità bassa o moderata, non ancora studiata approfonditamente. Il disprosio non ha alcun ruolo biologico noto.

Olmio

Elemento metallico argenteo di simbolo Ho e numero atomico 67, appartenente alla famiglia dei lantanidi. L'olmio è la sostanza che presenta il più alto valore di suscettività paramagnetica noto; ha poche applicazioni pratiche: ad esempio, è stato usato in alcuni apparecchi elettrici e come catalizzatore in reazioni chimiche industriali. È stato scoperto nel 1878 dai chimici svizzeri Jacques-Louis Soret e Marc Delafontaine, e indipendentemente dal chimico svedese Per Teodor Cleve nel 1879. Cleve chiamò l'elemento "olmio" dal nome della sua città natale, Stoccolma, il cui nome latino è Holmia. L'olmio è il meno abbondante tra i lantanidi: si trova nella gadolinite e in altri minerali contenenti terre rare. Ha peso atomico 164,93, fonde a 1472 °C, bolle a 2700 °C e ha densità relativa 8,8.

Erbio

L'erbio è l'elemento chimico di numero atomico 68, il suo simbolo è Er.

È un elemento delle cosiddette terre rare ed ha un aspetto argenteo metallico; si trova associato con altri lantanidi principalmente nel minerale gadolinite, i cui principali giacimenti sono localizzati a Ytterby, in Svezia.

Caratteristiche

L'erbio è un metallo malleabile, tenero, abbastanza stabile all'aria; resiste all'ossidazione più di altri elementi della serie dei lantanidi. Dal punto di vista chimico è trivalente, ovvero tende ad assumere nei suoi composti il numero di ossidazione +3. I suoi sali sono di colore rosa ed il suo sesquiossido (Er2O3) viene chiamato erbia. Le sue proprietà reologiche sono molto influenzate dalle impurità presenti in esso. L'erbio non riveste alcun ruolo biologico noto.

Applicazioni

Gli usi dell'erbio sono svariati, ed alcuni molto comuni: soprattutto come filtro in fotografia e, per via della sua ottima resilienza, come additivo in metallurgia. Altri usi:

• • Nella tecnologia nucleare come assorbitore di neutroni.

  • Come elemento drogante per le fibre ottiche per realizzare amplificatori di segnale in fibra (amplificatore coassiale).

  • Aggiunto al vanadio, l'erbio ne abbassa la durezza e ne migliora la lavorabilità.

  • L'Ossido di erbio ha un bel colore rosa e per questo si usa a volte come colorante per smalti lucidi per vetro o ceramica. Il vetro all'erbio si usa spesso per lenti di occhiali da sole e bigiotteria.

Storia

L'erbio (dal nome della cittadina svedese di Ytterby) fu scoperto da Carl Gustaf Mosander nel 1843. Mosander separò l'ittria dalla gadolinite in tre dstinte frazioni, che chiamò ittria, erbia e terbia. Erbia e terbia all'epoca erano però confusi; dopo il 1860 quella che era nota come terbia fu rinominata erbia e nel 1877 quella che era nota come erbia fu rinominata terbia.Un campione di erbia (Er2O3) abbastanza pura fu isolata indipendentemente nel 1905 da Georges Urbain e Charles James. Il metallo non fu ottenuto puro fino al 1934, quando fu preparato per la prima volta per riduzione del suo cloruro anidro con vapori di potassio.

Disponibilità

L'erbio non si trova in natura come elemento puro, bensì combinato con altri elementi in minerali quali la monazite.La sua separazione e purificazione sono sempre stati processi piuttosto laboriosi e costosi, anche se le tecniche di separazione basate sullo scambio ionico sviluppate nel tardo XX secolo hanno reso i lantanidi ed i loro composti molto meno costosi che in passato. Le principali fonti di erbio sono i minerali xenotite e euxenite.L'erbio metallico in polvere può incendiarsi spontaneamente.

Isotopi

L'erbio in natura è una miscela di 6 isotopi stabili, 162Er, 164Er, 166Er, 167Er, 168Er e 170Er. Di essi, 166Er è il più abbondante (33,6%).Dell'erbio sono noti 23 isotopi radioattivi; i più stabili tra essi sono 169Er (emivita: 9,4 giorni), 172Er (49,3 ore), 160Er (28,58 ore), 165Er (10,36 ore) e 171Er (7,516 ore). Gli altri hanno emivite inferiori alle 3,5 ore e la maggior parte di essi inferiore ai 4 minuti. Questo elemento presenta anche 6 metastati, di cui il più stabile è 167mEr (t½ 2,269 secondi).La principale modalità di decadimento degli isotopi più leggeri di 166Er è la cattura elettronica e conversione in isotopi di olmio; gli isotopi più pesanti invece subiscono preferenzialmente un decadimento beta e conversione in isotopi di tulio.

Precauzioni

Come per gli altri lantanidi, i composti di erbio sono considerati mediamente o poco tossici, benché la loro tossicità non sia ancora stata indagata in dettaglio.

Tulio

Il tulio è l'elemento chimico di numero atomico 69. Il suo simbolo è Tm.

È uno dei lantanidi, ed è il più raro di tutti. È un metallo lucido, grigio-argenteo, molto tenero (si può tagliare con un coltello): è duttile e facilmente lavorabile. In aria secca ha una certa resistenza alla corrosione. In natura il tulio è composto interamente dell'unico isotopo stabile 169Tm.

Applicazioni

Il tulio è stato usato per creare dei laser, ma gli alti costi di produzione hanno scoraggiato lo sviluppo commerciale di questo tipo di applicazione. Altri usi, attuali o potenziali:

• • Se il tulio stabile (169Tm) viene bombardato in un reattore nucleare, diviene una fonte di radiazioni per dispositivi portatili a raggi X.

  • L'isotopo instabile 171Tm può essere usato come fonte di energia.

  • Il tulio può essere potenzialmente usato nei materiali magnetici ceramici detti ferriti, usate nei dispositivi a microonde.

Storia

Il tulio fu scoperto dal chimico svedese Per Teodor Cleve nel 1879 mentre cercava impurità neli ossidi di altri elementi del gruppo delle terre rare (lo stesso metodo che aveva usato Carl Gustaf Mosander per scoprire alcuni altri elementi delle terre rare) Cleve iniziò rimuovendo tutti i contaminanti noti dell'erbia (Er2O3) e dopo alcuni trattamenti addizionali ottenne due nuove sostanze, una marrone e una verde. La sostanza marrone si rivelò essere ossido di olmio e venne perciò da lui battezzata olmia, mentre la sostanza verde era l'ossido di un elemento sconosciuto. Cleve battezzò tulia l'ossido e tulio l'elemento, in onore di Thule, un antico nome Romano che indicava una leggendaria terra all'estremo nord, forse la Scandinavia.

Disponibilità

Questro elemento non si trova mai puro in natura, ma è presente in piccole quantità nei minerali con altre terre rare. Si estrae soprattutto dalle sabbie fluviali di monazite (~0.007% di tulio) con metodi di scambio ionico. Nuove tecniche di scambio ionico e di estrazione con uso di solventi hanno condotto ad una più facile separazione delle terre rare, per cui di recente il costo del tulio si è notevolmente ridotto. Il metallo si può isolare tramite riduzione del suo ossido con lantanio metallico o con calcio in un recipiente chiuso. Nessun composto del tulio ha finora importanza commerciale

Isotopi

In natura il tulio è composto di un solo isotopo stabile, 169Tm (abbondanza naturale 100%). Sono stati studiati 31 radioisotopi del tulio, di cui i più stabili sono il 171Tm con emivita di 1,92 anni, il 170Tm con emivita di 128,6 giorni, il 168Tm con emivita di 93,1 giorni e il 167Tm con emivita di 9,25 giorni. Tutti gli altri isotopi radioattivi hanno emivite di meno di 64 ore, e anzi la gran parte di essi ha una emivita che non supera i 2 minuti. Questo elemento ha anche 14 stati metastabili, di cui i più stabili sono il 164mTm (t½ 5,1 minuti), il 160mTm (t½ 74,5 secondi) e il 155mTm (t½ 45 secondi).Gli isotopi del tulio hanno un peso atomico che va da 145,966 amu (146Tm) a 176,949 amu (177Tm). Il modo di decadimento principale prima dell'isotopo stabile 169Tm, è la cattura elettronica, mentre il modo di decadimento principale dopo di esso è l'emissione beta. I principali prodotti di decadimento prima del 169Tm sono isotopi dell'elemento 68 (erbio), e i prodotti principali dopo di esso sono isotopi dell'elemento 70 (itterbio).

Precauzioni

Come per gli altri lantanidi, i composti di tulio sono considerati mediamente o poco tossici. La polvere di tulio metallico può incendiarsi ed esplodere.

Itterbio

L'itterbio è l'elemento chimico di numero atomico 70. Il suo simbolo è Yb.

È un metallo tenero di colore argento ed appartiene al gruppo delle cosiddette terre rare. Si trova nei minierali gadolinite, monazite e xenotite, spesso associato all'ittrio e agli altri lantanidi.

Caratteristiche

L'itterbio è un elelmento di aspetto metallico lucente; è tenero, malleabile e abbastanza duttile. Viene facilmente dissolto dagli acidi, lentamente reagisce con l'acqua e si ossida per esposizione all'aria. A temperature elevate si incendia spontaneamente convertendosi nel suo ossido. Dell'itterbio esistono tre forme allotropiche, α, β e γ, le cui temperature di conversione sono -13°C e 795°C. La forma β, che esiste a temperatura ambiente, ha un reticolo cristallino cubico a corpo centrato. Normalmente la forma β possiede la conducibilità elettrica tipica dei metalli, ma diventa un semiconduttore quando esposto a pressioni attorno a 16.000 atm.

Applicazioni

Un isotopo dell'itterbio trova uso come fonte di raggi X in dispositivi portatili da usarsi in assenza di elettricità. L'itterbio viene usato come additivo all'acciaio inossidabile per migliorarne la grana, la forza ed altre proprietà reologiche. Alcune leghe contenenti itterbio hanno trovato uso in odontoiatria. Alcuni suoi sali sono usati per la produzione di dispositivi laser.

Storia

L'itterbio è stato scoperto dal chimico svizzero Jean Charles Galissard de Marignac nel 1878. Marignac individuò un nuovo componente nella terra nota come erbia e lo chiamò itterbia, dal nome della cittadina svedese di Ytterby.Nel 1907 il chimico francese Georges Urbain sperò l'itterbia di Marignac in due frazioni: la neoitterbia e la lutezia. La neoitterbia venne successivamente identificata come l'elemento itterbio e la lutezia venne riconosciuta essere l'elemento lutezio. Anche Auer von Welsbach isolò indipendentemente questi elementi dall'itterbia in un periodo simile e li chiamò aldebaranio e cassiopeio.Le proprietà chimiche e fisiche dell'itterbio non furono determinate in dettaglio fino al 1953 quando venne prodotto l'itterbio puro.

Disponiblità

L'itterbio si trova in alcuni rari minerali, accompagnato ad altri elelmenti del gruppo delle 'terre rare. La sua principale fonte commerciale è la monazite che ne contiene lo 0,03%.L'itterbio è difficile da separare dagli altri elementi a lui simili; solo in tempi recenti è stato possibile isolarlo attraverso tecniche di estrazione e scambio ionico.I composti chimici dell'itterbio sono rari.

Isotopi

L'itterbio in natura si compone di 7 isotopi stabili; 168Yb, 170Yb,171Yb,172Yb,173Yb,174Yb,176Yb, di cui il più abbondante è 174Yb (31,8%).Dell'itterbio sono noti 22 isotopi radioattivi, di cui i più stabili sono 169Yb (emivita: 32,026 giorni), 175Yb (4,185 giorni) e 166Yb (56,7 ore). Tutti gli altri hanno emivite inferiori alle 2 ore e la maggior parte di essi inferiore a 20 minuti. Ne esistono anche 6 metastati ed il più stabile di essi è 169mYb (emivita: 46 secondi).La principale modalità di decadimento degli isotopi più leggeri di 174Yb è la cattura elettronica con conversione in isotopi di tulio; quelli più pesanti subiscono invece preferenzialmente un decadimento beta con conversione in isotopi di lutezio.

Precauzioni

Benché l'itterbio sia abbastanza stabile, è meglio conservarlo in contenitori sigillati, per proteggerlo dal contatto con l'aria e l'umidità. La polvere di itterbio metallico può incendiarsi spontaneamente all'aria. Tutti i composti dell'itterbio sono considerati tossici; sono noti per causare irritazione alla pelle e agli occhi e sonon sospetti cancerogeni.

Lutezio

Il lutezio è l'elemento chimico di numero atomico 71. Il suo simbolo è Lu. È un elemento metallico del gruppo delle cosiddette terre rare; il lutezio compare solitamente associato all'ittrio e si usa a volte in leghe metalliche e come catalizzatore in vari processi chimici.

Caratteristiche e applicazioni

Il lutezio è un metallo trivalente bianco-argenteo resistente alla corrosione e relativamente stabile all'aria ed è il più pesante degli elementi delle terre rare. Per via del suo elevato costo di preparazione in quantità consistenti, ha pochi usi commerciali. Trova principalmente impiego in catalizzatori per il cracking del petrolio e per reazioni di alchilazione, idrogenazione e polimerizzazione.

Storia

Il lutezio (dal Latino Lutetia che era il nome dell'odierna Parigi) fu scoperto indipendentemente nel 1907 dallo scienziato francese Georges Urbain e dal mineralogista austriaco Barone Carol Auer von Welsbach. Entrambi trovarono il lutezio come impurità del minerale itterbia, che il chimico svizzero Jean Charles Galissard de Marignac e molti altri ritenevano consistesse interamente dell'elemento itterbio. Il processo di separazione del lutezio dall'itterbio di Marignac fu descritta per primo da Urbain e perciò andò a lui l'onore di battezzare il nuovo elemento. Egli scelse il nome di neoitterbio e lutecium, ma col tempo il nome neoitterbio cadde in disuso, sostituito da itterbio, e nel 1949 l'ortografia dell'elemento 71 fu modificata in lutezio. Welsbach propose i nomi cassiopio per l'elemento 71 (in onore della costellazione Cassiopea) e aldebaranio come nuovo nome per l'itterbio, ma tali proposte furono rifiutate, sebbene alcuni scienziati tedeschi ancora chiamino "cassiopio" l'elemento 71.

Disponibilità

Si trova associato a quasi tutti gli altri metalli delle terre rare, ma mai da solo: il lutezio è particolarmente difficile da separare dagli altri elementi ed è il meno abbondante di tutti i 92 elementi in natura. Per questo è anche uno dei più costosi: un grammo di lutezio vale circa sei volte un grammo d'oro. Il più importante minerale di lutezio sfruttato commercialmente è la monzonite [(Ce, La ecc.)PO4], che contiene lo 0,003% di tale elemento. Il lutezio puro metallico è stato isolato solo recentemente, ed è molto difficile da preparare. Si separa dagli altri lantanidi per scambio ionico (riduzione di LuCl3 anidro o LuF3 con un metallo alcalino o alcalino-terroso).

Isotopi

Il lutezio naturale è composto di due isotopi di cui solo uno è stabile, 175Lu (abbondanza naturale 97,41%) mentre l'altro, il 176Lu ha emivita di 3,78 × 1010 anni (2,59% abbondanza naturale). Sono stati catalogati altri 32 radioisotopi, di cui i più stabili sono 174Lu con emivita di 3,31 anni e 173Lu con emivita di 1,37 anni. Tutti gli altri suoi isotopi radioattivi hanno emivite di meno di 9 giorni, e la maggioranza non arriva a mezz'ora. Questo elemento ha anche 18 stati metastabili, di cui i meno instabili sono 177mLu (t½ 160,4 giorni), 174mLu (t½ 142 giorni) e 178mLu (t½ 23,1 minuti). Gli isotopi di lutezio hanno peso atomico che va da 149,973 amu (150Lu) a 183,961 amu (184Lu). Il principale modo di decadimento prima dell'isotopo stabile più abbondante (175Lu) è la cattura elettronica (con una lieve emissione di raggi alfa e positroni), mentre il modo principale dopo di esso è l'emissione beta. I più comuni prodotti di decadimento prima del 175Lu sono isotopi dell'elemento 70 (itterbio), e i prodotti principali dopo di esso sono isotopi dell'elemento 72 (afnio).

Composti

Come quasi tutti gli altri elementi del suo gruppo, anche il lutezio è in genere trivalente. Fluoruro: LuF3, Cloruro: LuCl3, Bromuro: LuBr3, Ioduro: LuI3, ossido: Lu2O3, Sulfide: Lu2S3, Tellururo: Lu2Te3, Nitride: LuN

Precauzioni

Come tutti gli altri lantanidi, anche il lutezio è leggermente tossico, e soprattutto i suoi composti dovrebbero essere maneggiati con attenzione. La polvere metallica di lutezio può incendiarsi ed esplodere, se riscaldata. Il lutezio non ha alcun ruolo biologico nel corpo umano, ma si suppone che possa stimolarne il metabolismo.