Lutécio (Lu)

Principais propriedades

O lutécio é um metal branco-prateado, relativamente estável ao ar seco e o mais duro e mais denso de todos os lantanídeos. Sua camada 4f está completa, o que o afasta do comportamento dos vizinhos: apresenta apenas o estado de oxidação mais três e não exibe as transições eletrônicas que dão cor e magnetismo aos demais elementos da série.

O raio atômico é o menor entre os lantanídeos, resultado da contração progressiva que acompanha o preenchimento da camada 4f. Funde acima de 1600 graus Celsius e conduz eletricidade de forma modesta para um metal. Entre os isótopos naturais, o lutécio-176 é levemente radioativo e decai com meia-vida de bilhões de anos.

Ocorrência na natureza

Nunca aparece isolado na natureza. Está presente em pequena proporção nos mesmos minerais que concentram as terras raras, sobretudo na monazita, na xenotima e na bastnasita, quase sempre como o componente menos abundante da mistura. Na crosta terrestre, sua concentração é da ordem de meio miligrama por quilograma de rocha, o que o coloca entre as terras raras mais escassas.

Processo de obtenção

A separação depende de técnicas de troca iônica e de extração por solventes, capazes de distinguir íons de tamanho muito parecido ao longo de dezenas de estágios sucessivos. O óxido purificado é depois convertido em haleto e reduzido em fornos industriais com metais alcalino-terrosos. Como o lutécio responde por uma fração mínima de cada concentrado de terras raras, o custo do metal puro é um dos mais altos da série.

Aplicações

Cristais de oxiortossilicato de lutécio são o material cintilador preferido em aparelhos de tomografia por emissão de pósitrons, por converterem radiação em luz com rapidez e eficiência. O lutécio-177, produzido em reatores, é a base de radiofármacos aprovados para o tratamento de tumores neuroendócrinos e de câncer de próstata avançado. O elemento também entra em catalisadores de craqueamento na indústria do petróleo, em vidros ópticos especiais e em cerâmicas magnéticas. O par lutécio-háfnio é uma das ferramentas mais usadas em geocronologia para datar minerais formados há bilhões de anos.

Riscos e precauções

O lutécio metálico e seus óxidos têm toxicidade baixa, mas o pó fino pode irritar olhos e vias respiratórias e é combustível quando disperso. Os radiofármacos que contêm lutécio-177 são administrados exclusivamente em serviços de medicina nuclear autorizados, com dosimetria individual e acompanhamento clínico. Em qualquer situação profissional, consulte a ficha de informações de segurança do produto e profissionais habilitados.

História da descoberta

A identificação, em 1907, encerrou uma disputa longa. Georges Urbain, em Paris, mostrou que o itérbio descrito décadas antes era na verdade uma mistura de dois elementos e apresentou o novo componente. Carl Auer von Welsbach, em Viena, e Charles James, nos Estados Unidos, chegaram ao mesmo resultado de forma independente e quase simultânea. A prioridade foi atribuída a Urbain, e por isso prevaleceu o nome que ele propôs, embora o termo cassiopeio tenha circulado na Alemanha por décadas.

Origem do nome

De Lutetia, nome latino de Paris, cidade onde Georges Urbain realizou a separação. A denominação alternativa cassiopeio, proposta por Auer von Welsbach, permaneceu em uso na literatura de língua alemã até a padronização internacional.

Isótopos relevantes

¹⁷⁵Lu (cerca de 97%) e ¹⁷⁶Lu, este último naturalmente radioativo e usado em datação.

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• É o último elemento da série dos lantanídeos e, ao mesmo tempo, o mais duro e mais denso dela.
• Foi um dos últimos elementos naturais estáveis a serem identificados, já no século XX.
• O decaimento do lutécio-176 em háfnio-176 permite datar meteoritos e as rochas mais antigas da Terra.