Oxyde de lutécium(III)

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Oxyde de lutécium(III)
Image illustrative de l’article Oxyde de lutécium(III)
__ Lu3+     __ O2−
Structure cristalline de l'oxyde de lutécium(III)
Identification
Synonymes

oxyde de lutétium(III)

No CAS 12032-20-1
No ECHA 100.031.591
No CE 234-764-3
PubChem 159406
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule Lu2O3
Masse molaire[1] 397,931 8 ± 0,001 1 g/mol
Lu 87,94 %, O 12,06 %,
Propriétés physiques
T° fusion 2 490 °C[2]
T° ébullition 3 980 °C[2]
Masse volumique 9,42 g·cm-3[3]
Propriétés électroniques
Bande interdite 5,5 eV[4]
Cristallographie
Système cristallin Cubique
Classe cristalline ou groupe d’espace Ia3 (no 206) [5]
Propriétés optiques
Indice de réfraction nD = 1,94743[6]
Précautions
NFPA 704[3]

Symbole NFPA 704.

 
Composés apparentés
Autres cations Oxyde de scandium
Oxyde d'yttrium(III)
Oxyde de lanthane
Oxyde de cérium(III)
Oxyde de praséodyme(III)
Oxyde de néodyme(III)
Oxyde de samarium(III)
Oxyde d'europium(III)
Oxyde de gadolinium
Oxyde de terbium(III)
Oxyde de dysprosium(III)
Oxyde d'holmium(III)
Oxyde d'erbium(III)
Oxyde de thulium(III)
Oxyde d'ytterbium(III)
Autres anions Chlorure de lutécium(III)
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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L'oxyde de lutécium(III) est un composé chimique de formule Lu2O3. C'est le sesquioxyde du lutécium, une terre rare. Il se présente sous la forme d'une poudre blanche cristallisée dans le système cubique et le groupe d'espace Ia3 (no 206)[5], structure cristalline qu'il partage avec d'autres sesquioxydes de lanthanides lourds comme Tb2O3, Dy2O3, Ho2O3, Er2O3, Tm2O3, et Yb2O3, qui comptent 16 atomes par maille conventionnelle avec un paramètre cristallin de 1,039 nm. Il est hygroscopique et absorbe le dioxyde de carbone[7]. Il présente un coefficient d'absorption élevé pour les rayons X, ce qui le rend intéressant comme scintillateur pour détecteurs médicaux[8].

Préparation[modifier | modifier le code]

On peut obtenir de l'oxyde de lutécium(III) en faisant brûler du lutécium avec l'oxygène de l'air ou par décomposition thermique de l'oxalate de lutécium Lu2(C2O4)3 :

4 Lu + 3 O2 ⟶ 2 Lu2O3 ;
Lu2(C2O4)3 ⟶ 2 Lu2O3 + 6 CO.

La production mondiale de lutécium sous forme de Lu2O3 était au début du siècle de l'ordre de 10 t/an[9].

Il est possible de produire des nanocristaux de Lu2O3 en faisant réagir du nitrate de lutécium Lu(NO3)3 avec de l'urée CO(NH2)2[10] :

2 Lu(NO3)3 + 5 CO(NH2)2 ⟶ Lu2O3 + 8 N2 + 10 H2O + 5 CO2.

Utilisation[modifier | modifier le code]

L'oxyde de lutécium(III) est utilisé dans la production de verres spéciaux ainsi que comme catalyseur pour les réactions de craquage, d'alkylation, d'hydrogénation et de polymérisation. Il est également utilisé comme couche active pour lasers à l'état solide[11].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. ↑ a et b (en) « Lutetium Oxide », sur americanelements.com, American Elements (en) (consulté le ).
  3. ↑ a et b « Fiche du composé Lutetium(III) oxide, REacton®, 99.995% (metals basis), REM 50ppm  », sur Alfa Aesar (consulté le ).
  4. ↑ (en) S. V. Ordin et A. I. Shelykh, « Optical and dielectric characteristics of the rare-earth metal oxide Lu2O3 », Semiconductors, vol. 44, no 5,‎ , p. 558-563 (DOI 10.1134/S1063782610050027, Bibcode 2010Semic..44..558O, lire en ligne)
  5. ↑ a et b (en) « Lu2O3 (mp-1427) », sur materialsproject.org (DOI 10.17188/1190589, consulté le ).
  6. ↑ (en) O. Medenbach, D. Dettmar, R. D. Shannon, R. X. Fischer et W. M. Yen, « Refractive index and optical dispersion of rare earth oxides using a small-prism technique », Journal of Optics A: Pure and Applied Optics, vol. 3, no 3,‎ , p. 174-177 (DOI 10.1088/1464-4258/3/3/303, Bibcode 2001JOptA...3..174M, lire en ligne)
  7. ↑ (en) Robert E. Krebs, The history and use of our earth's chemical elements: a reference guide, Greenwood Pub Group, 2006, p. 304. (ISBN 978-0-313-33438-2)
  8. ↑ (en) Oliver T. Chang, Frontal semiconductor research, Nova Science Publishers, 2006, p. 7. (ISBN 978-1-60021-210-9)
  9. ↑ (en) John Emsley, Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements, Oxford University Press, 2003, p. 300. (ISBN 978-0-19-850340-8)
  10. ↑ (en) E. Zych, W. Mielcarek, M. Kojdecki et K. Domagala, « X-ray investigation of lutetium oxide nanostructured material », Applied crystallography: proceedings of the XVIII conference, 2001, p. 302. (ISBN 978-981-02-4613-6)
  11. ↑ (en) Tina L. Parsonage, Stephen J. Beecher, Amol Choudhary, James A. Grant-Jacob, Ping Hua, Jacob I. Mackenzie, David P. Shepherd et Robert W. Eason, « Pulsed laser deposited diode-pumped 7.4 W Yb:Lu2O3 planar waveguide laser », Optics Express, vol. 23, no 25,‎ , p. 31691-31697 (PMID 26698962, DOI 10.1364/OE.23.031691, Bibcode 2015OExpr..2331691P, lire en ligne)
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