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镥（英文名：Lutetium），元素周期表第六周期第3族，镧系元素，元素符号Lu，原子序数71，相对原子质量174.967。银白色金属，六方晶系。稀土元素中最坚硬、致密和稀有的元素之一。相对密度为9.84g/cm3，熔点1663℃，沸点3402℃。电阻率79.0×10-8Ω·m（25℃）。缓慢溶于水，溶于稀酸。氧化态为+3，盐类无色，氧化物白色。 [2]
镥的名称来自“巴黎”在古拉丁文中的名称Lutetia，巴黎是发现者乌尔班的出生地。 [15]
2025年4月，商务部决定对镥相关物项实施出口管制。 [10]
- 中文名
- 镥
- 外文名
- Lutetium
- CAS登录号
- 7439-94-3 [8]
- EINECS登录号
- 231-103-0 [8]
- 熔 点
- 1663 ℃ [8]
- 沸 点
- 3395 ℃ [8]
- 密 度
- 9.84 g/cm³ [8]（20℃）
- 外 观
- 银色固体 [8]
- 应 用
- 原子工业和无线电技术
- 元素符号
- Lu
- 原子序数
- 71
- 外围电子排布
- [Xe]4f145d16s2 [9]
研究简史
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1907年，法国矿物学家乌尔班（Urbain G.）从不纯的氧化镥中分离出氧化镥，乌尔班将其命名为“Lutetium”。该词源自“Lutetia”，即法国首都巴黎的古代名称。中文音译为“镥”，元素符号为Lu。 [12]
2024年2月20日消息，美国、日本和韩国的研究人员组成的国际科研团队，创造出5种新同位素，分别是钚-182、钚-183、镱-186、镱-187和镥-190。 [5]
理化性质
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物理性质
镥块相对原子质量 | 175.0 |
|---|---|
密度 | 9.84g/cm3 |
熔点 | 1663℃ |
沸点 | 3402℃ |
元素类别 | 稀土、镧系元素 |
性质 | 常温下为银白色金属 |
化学性质
镥与其他镧系元素类似，镥的价态为正三价，基态Lu0的电子排布为4f145d16s2；Lu+为4f146s2；Lu2+为4f146s1；Lu3+为4f14。 [9]镥在空气中比较稳定，能缓慢地跟水反应，能溶于稀酸。氧化镥呈白色，镥盐无色。避免与空气、氧化物、卤素、酸和潮湿的水分接触。可与热水和酸作用，易与各种非金属化合。 [8]
- 镥与空气的反应
- 镥与水的反应
- 镥与卤素单质的反应
金属镥可以与所有的卤素单质发生反应生成三卤化物。金属镥可与氟气（F2）、氯气（Cl2）、溴单质（Br2）、碘单质（I2）反应，生成氟化镥（Ⅲ）（LuF3）、氯化镥（Ⅲ）（LuCl3）、溴化镥（Ⅲ）（LuBr3）和碘化镥（Ⅲ）（LuI3）。 [7]
- 镥与酸的反应
金属镥可以迅速溶于硫酸中，生成含有水合Lu(Ⅲ)离子的无色溶液 [8]和氢气（H2）。Lu3+(aq)极有可能是以配离子Lu(H2O)93+的形式存在的。 [7]
制备方法
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稀土-氧化镥在很多时候并不需要把各种金属都分离开，但是如果需要那么做，其过程会非常复杂。分离时用硫酸（H2SO4）、盐酸（HCl）和氢氧化钠（NaOH）把稀土金属以盐的形式浸取出来。分离纯化这些盐时，常用的方法包括选择性配位技术、萃取技术和离子交换树脂。 [7]
用金属钙还原LuF3，可以得到纯净的镥。 [7]
应用领域
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工业用途
稀土金属及其合金在炼钢中起脱氧脱硫作用，能使两者的含量降低到0.001%以下，并改变夹杂物的形态，细化晶粒，从而改善钢的加工性能，提高强度、韧性、耐腐蚀性和抗氧化性等。稀土金属及其合金用于制造球墨铸铁、高强灰铸铁和蠕墨铸铁，能改变铸铁中石墨的形态，改善铸造工艺，提高铸铁的机械性能。在青铜和黄铜冶炼中添加少量的稀土金属能提高合金的强度、延伸率、耐热性和导电性。在铸造铝硅合金中添加1%～1.5%的稀土金属，可以提高高温强度。在铝合金导线中添加稀土金属，能提高抗张强度和耐腐蚀性。Fe-Cr-Al电热合金中添加0.3%的稀土金属，能提高抗氧化能力，增加电阻率和高温强度。在钛及其合金中添加稀土金属能细化晶粒，降低蠕变率，改善高温抗腐蚀性能。用铈族混合稀土氯化物和富镧稀土氯化物制备的微球分子筛，用于石油催化裂化过程。稀土金属和过渡金属复合氧化物催化剂用于氧化净化，能使一氧化碳和碳氢化物转化为二氧化碳和水。镨钕环烷—烷基铝—氯化烷基铝三元体系催化剂用于合成橡胶。 [3]
稀土抛光粉用于各种玻璃器件的抛光。单一的高纯稀土氧化物用于合成各种荧光体，如彩色电视红色荧光粉、投影电视白色荧光粉等荧光材料。稀土金属碘化物用于制造金属卤素灯，代替碳精棒电弧灯作照明光源。用稀土金属制备的稀土—钴硬磁合金，具有高剩磁、高矫顽力的优点。钇铁石榴石铁氧体是用高纯Y₂O₃和氧化铁制成单晶或多晶的铁磁材料。它们用于微波器件。高纯Gd2O3用于制备钇镓石榴石，它的单晶用作磁泡的基片。金属镧和镍制成的LaNi5贮氢材料，吸氢和放氢速度快，每摩尔LaNi5可贮存6.5～6.7摩尔氢。在原子能工业中，利用铕和钆的同位素的中子吸收截面大的特性，作轻水堆和快中子增殖堆的控制棒和中子吸收剂。稀土元素作为微量化肥，对农作物有增产效果。打火石是稀土发火合金的传统用途，如今仍是铈组稀土金属的重要用途。 [1]
医疗用途
正电子发射断层成像设备中使用了硅酸镥，用于诊断癌症等。 [14]
分布情况
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当今世界上已知的稀土矿物及含有稀土元素的矿物有250多种，稀土元素含量较高的矿物有60多种，有工业价值的不到10种。中国稀土资源极其丰富，其特点可概括为：储量大、品种全、有价值的元素含量高、分布广。中国稀土的工业储量（按氧化物计）是国外稀土工业储量的2.2倍。国外稀土资源集中在美国、印度、巴西、澳大利亚和俄罗斯等国，工业储量（按氧化物计）为701.11万吨。 [1]
安全措施
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健康危害
像其他稀土金属中镥被认为是低程度的毒性，但镥的化合物应小心处理，例如氟化镥吸入是很危险的，化合物易刺激皮肤。硝酸镥也是危险的因为它可能会发生爆炸和燃烧。氧化镥粉末是有毒物质，如果经吸入或食入会很危险。镥盐与其他3组的元素和镧系元素反应，镥已知没有生物学作用，但发现它在人类里，主要集中在骨骼中，并较小程度影响在肝脏和肾脏。人类饮食没有控制镥多寡，所以不知道镥盐已发生与其他稀土盐；所有镧系元素在人体内的含量最少。人类的平均需要多少，但估计量是每年大约要有几个微克，都来自微量的植物。可溶性镥盐是温和毒性，但为不溶性。 [4]
储存运输
放入紧封的贮藏器内， 储存在阴凉、干燥的地方。远离火源，确保工作间有良好的通风设置。 [11]
相关法规
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2025年4月，商务部决定对镥相关物项实施出口管制。
（一）1C906.a金属镥、含镥的合金及相关制品：
1. 金属镥（参考海关商品编号：2805301910）。
2. 镱镥合金。
3. 镥靶（参考海关商品编号：3824999922、8486909110）。
（二）1C906.b氧化镥及其混合物（参考海关商品编号：2846901800、2846901993、3824999922）。
（三）1C906.c含镥的化合物及其混合物（参考海关商品编号：2846902810、2846902910、2846903910、2846904820、2846904910、2846909920、3824999922）。 [10]
