Иттербий

Иттербий
← Тулий | Лютеций →
70 Yb ↓ No 70Yb
Внешний вид простого вещества
Образец иттербия
Свойства атома
Название, символ, номер	Иттербий / Ytterbium (Yb), 70
Группа, период, блок	3 (устар. 3), 6, f-элемент
Атомная масса (молярная масса)	173,045(10)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Xe] 6s24f14
Радиус атома	194 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	170 пм
Радиус иона	(+3e) 85.8 (+2e) 93 пм
Электроотрицательность	1,1 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	Yb←Yb3+ -2,22 В Yb←Yb2+ -2,8 В
Степени окисления	+2, +3
Энергия ионизации (первый электрон)	603,0 (6,25) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	6,9654 г/см³
Температура плавления	1097 К (823,85 °С)
Температура кипения	1466 К (1192,85 °С)
Мол. теплота плавления	3,35 кДж/моль
Мол. теплота испарения	159 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	26,7[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём	24,8 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	Кубическая гранецентрированная
Параметры решётки	5,490 Å
Температура Дебая	н/д K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) (34,9) Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-64-4

Итте́рбий (химический символ — Yb, от лат. Ytterbium) — химический элемент 3-й группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы третьей группы, IIIB) шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 70.

Относится к семейству лантаноидов.

Простое вещество иттербий — это глянцевитый редкоземельный металл светло-серого цвета.

История

Иттербий был открыт Жаном Шарлем Мариньяком в 1878 году в окиси эрбия^[3][4].

Происхождение названия

Наряду ещё с тремя химическими элементами (тербий, эрбий, иттрий), иттербий получил название в честь села Иттербю, находящегося на острове Ресарё, входящем в Стокгольмский архипелаг.

Нахождение в природе

Кларк иттербия в земной коре (по Тэйлору) 0,33 г/т, содержание в воде океанов 2⋅10^−6[5].

Физические свойства

Полная электронная конфигурация атома иттербия: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴.

Иттербий — это вязкий и ковкий редкоземельный металл. Не радиоактивен. Является проводником.

Иттербий существует в двух кристаллических модификациях: α-Yb с кубической решёткой типа меди и β-Yb с кубической объёмноцентрированной решёткой типа α-Fe, температура перехода α ⇔ β 792 °C^[2].

Химические свойства

Иттербий реагирует с водой, образуя гидроксид:

${\displaystyle {\mathsf {2Yb+6H_{2}O\rightarrow 2Yb(OH)_{3}+3H_{2}}}}$

Реагирует с кислотами:

${\displaystyle {\mathsf {2Yb+6HCl\rightarrow 2YbCl_{3}+3H_{2}}}}$

Сгорает на воздухе:

${\displaystyle {\mathsf {4Yb+3O_{2}{\xrightarrow[{}]{400^{o}C}}2Yb_{2}O_{3}}}}$

Реагирует с серой с образованием жёлтого сульфида:

${\displaystyle {\mathsf {2Yb+3S{\xrightarrow[{}]{500-800^{o}C}}Yb_{2}S_{3}}}}$

Изотопы

Естественный иттербий состоит из 7 стабильных изотопов: ¹⁶⁸Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴Yb и ¹⁷⁶Yb. ¹⁷⁴Yb является наиболее распространённым (31,8 % естественного иттербия).

Получение

Основные методы получения иттербия — это восстановление оксида иттербия (III) в вакууме углеродом или лантаном, а также электролизом расплава хлорида YbCl₃.

Цены

Цены на металлический иттербий чистотой 99—99,9 % в 2006 году составили 260—420 долларов за 1 кг.

Применение

Лазерные материалы

Ионы иттербия применяются для генерации лазерного излучения в ближнем инфракрасном диапазоне, с длиной волны излучения 1,06÷1,07 мкм, и в виде оксида иттербия используются для производства мощных волоконных лазеров. Монокристаллический сплав фторид бария — фторид иттербия, легированный ионами гольмия, применяется как мощный и технологичный лазерный материал.

Термоэлектрические материалы

Монотеллурид иттербия является перспективным термоэлектрическим материалом (термоэдс 680 мкВ/К).

Магнитные материалы

На основе иттербия производятся разнообразные магнитные сплавы.

Ядерная энергетика

Борат иттербия находит применение в атомной технике (специальные эмали и стёкла).

Электроника

Оксид иттербия применяется в качестве диэлектрика при получении кремниевых МДП-структур.

Специальные ядерные исследования

Иттербий при облучении нейтронами в атомном реакторе частично превращается в изотоп гафния-178 — ^178m2Hf. Существуют предложения использования этого изотопа в качестве аккумулятора энергии, хотя эти проекты находятся лишь на стадии исследований.

Биологическая роль

Содержание в человеческом организме: данные отсутствуют, но невелико; Биологическая роль: отсутствует; малотоксичен; стимулятор.^[6]

Примечания

Ссылки

• Иттербий на Webelements
• Иттербий в Популярной библиотеке химических элементов

Эта страница в последний раз была отредактирована 4 августа 2023 в 17:39.