Иттербий химический элемент

Иттербий (Yb), химический элемент, редкоземельный металл серии лантаноидов периодической таблицы.

редкоземельный элемент: получение самария, европия, тулия и иттербия: лантанотермический процесс

Двухвалентные металлы европий и иттербий имеют высокое давление паров или более низкие температуры кипения, чем другие редкоземельные элементы, как может

Иттербий является наиболее летучим редкоземельным металлом. Это мягкий пластичный серебристый металл, который слегка тускнеет при хранении на воздухе и поэтому должен храниться в вакууме или в инертной атмосфере, когда требуется длительное время хранения. Он медленно окисляется на воздухе, образуя Yb ₂ O ₃; металл легко растворяется в разбавленных кислотах, за исключением плавиковой кислоты (HF), в которой защитный слой YbF ₃ образуется на поверхности и препятствует дальнейшей химической реакции. Иттербий слабо парамагнитный, имеет самую низкую магнитную восприимчивость из всех редкоземельных металлов.

Первый концентрат иттербия был получен в 1878 году швейцарским химиком Жаном-Шарлем Галиссаром де Мариньяком и назван им в честь города Иттерби, Швеция, где был обнаружен его (и первый обнаруженный редкоземельный элемент иттрий). Французский химик Жорж Урбен и австрийский химик Карл Ауэр фон Вельсбах в 1907–08 годах независимо продемонстрировали, что земля Мариньяка состоит из двух оксидов, которые Урбен называл neoytterbia и lutetia. Элементы теперь известны как иттербий и лютеций. Иттербий относится к числу редких редких земель. Он встречается в незначительных количествах во многих редкоземельных минералах, таких как латеритные глины, ксенотим и эвксенит, а также в продуктах ядерного деления.

Природный иттербий состоит из семи стабильных изотопов: иттербий-174 (32,0 процента), иттербий-172 (21,7 процента), иттербий-173 (16,1 процента), иттербий-171 (14,1 процента), иттербий-176 (13 процентов), иттербий- 170 (3 процента) и иттербий-168 (0,1 процента). Не считая ядерных изомеров, было охарактеризовано в общей сложности 27 радиоактивных изотопов Yb массой от 148 до 181 с периодами полураспада в диапазоне от 409 миллисекунд (иттербий-154) до 32,018 дней (иттербий-169).

Иттербий отделяют от других редкоземельных элементов методами экстракции растворителем или ионообменом. Элементарный металл получают металлотермическим восстановлением его оксида Yb ₂ O ₃ металлическим лантаном с последующей вакуумной перегонкой для дальнейшей очистки металла. Иттербий существует в трех аллотропных (структурных) формах. Α-фаза, которая существует ниже 7 ° C (45 ° F), является плотноупакованной гексагональной с а = 3,8799 Å и с = 6,3859 Å при комнатной температуре. Β-фаза является гранецентрированной кубической с а = 5,4848 Å, и это нормальная структура при комнатной температуре. Γ-фаза является объемно-центрированной кубической с a = 4,44 Å при 763 ° C (1405 ° F). Иттербий имеет самую низкую температуру кипения редкоземельных металлов.

Элемент имеет мало практического использования за пределами исследований. Радиоактивный изотоп ¹⁶⁹ Yb является источником жесткого рентгеновского излучения, используемого в портативных радиографических устройствах. Он используется в качестве легирующей добавки в различных оптических материалах, в том числе в линзах. Металл используется в датчиках давления, потому что его электрическое сопротивление сильно зависит от давления.

Иттербий, как и европий, является двухвалентным металлом. Соединение иттербия в степени окисления +2 было впервые получено в 1929 году В. К. Клеммом и В. Шутом, которые восстановили трихлорид иттербия YbCl ₃ до дихлорида иттербия YbCl ₂ водородом. Ион Yb ²⁺ также получают электролитическим восстановлением или обработкой соли Yb ³⁺ амальгамой натрия. Элемент образует ряд бледно-зеленых солей Yb ^2+, таких как сульфат, дибромид, гидроксид и карбонат иттербия. Бледно-зеленый ион иттербия Yb ²⁺ нестабилен в водном растворе и легко восстанавливает воду, выделяя водород; он менее стабилен, чем сопоставимый ион европия, Eu ²⁺, и более стабилен, чем ион самария Sm ²⁺. В своей преобладающей степени окисления +3 иттербий образует ряд белых солей, включая трисульфат и тринитрат; сесквиоксид также белый.

Свойства элемента

атомный номер	70
атомный вес	173,04
температура плавления	819 ° C (1,506 ° F)
точка кипения	1 196 ° C (2 185 ° F)
удельный вес	6,966 (24 ° C или 75 ° F)
степени окисления	+2, +3
электронная конфигурация	[Xe] 4f 14 6s 2