Itterbium

Az itterbium a periódusos rendszer egyik kémiai eleme. Vegyjele Yb, rendszáma 70. Az elem lágy, ezüstös színű fémes megjelenésű anyag, mely a ritkaföldfémek közül a Lantanoidák csoportjába tartozik. Természetes állapotában a gadolinit, a monacit és a xenotim ásványokban fordul elő. A természetes itterbium hét stabil izotóp keveréke. A mesterségesen előállított ¹⁶⁹Yb izotópot gammasugár-forrásként használják.

70 túlium ← itterbium → lutécium - ↑ Yb ↓ No 70 Yb Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	itterbium, Yb, 70
Latin megnevezés	ytterbium
Elemi sorozat	lantanoidák
Csoport, periódus, mező	?, 6, f
Megjelenés	ezüstfehér
Atomtömeg	173,04(3)  g/mol
Elektronszerkezet	[Xe] 4f14 6s2
Elektronok héjanként	2, 8, 18, 32, 8, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot	szilárd
Sűrűség (szobahőm.)	6,90 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on	6,21 g/cm³
Olvadáspont	1097 K (824 °C, 1515 °F)
Forráspont	1469 K (1196 °C, 2185 °F)
Olvadáshő${\displaystyle \Delta _{fus}{H}^{\ominus }}$	7,66 kJ/mol
Párolgáshő ${\displaystyle \Delta _{vap}{H}^{\ominus }}$	159 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) 26,74 J/(mol·K)
Gőznyomás P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 736 813 910 1047 (1266) (1465)
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	köbös lapközéppontos
Oxidációs szám	3 (bázikus oxid)
Elektronegativitás	? 1,1 (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 603,4 kJ/mol
	2.: 1174,8 kJ/mol
	3.: 2417 kJ/mol
Atomsugár	175 pm
Atomsugár (számított)	222 pm
Egyebek
Mágnesség	paramágneses
Elektromos ellenállás	(sz.h.) (β, poly) 0,250 µΩ·m
Hővezetési tényező	(300 K) 38,5 W/(m·K)
Hőtágulási tényező	(sz.h.) (β, poly) 26,3 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd)	(20 °C) 1590 m/s
Young-modulus	(β módosulat) 23,9 GPa
Nyírási modulus	(β módosulat) 9,9 GPa
Kompressziós modulus	(β módosulat) 30,5 GPa
Poisson-tényező	(β módosulat) 0,207
Vickers-keménység	206 MPa
Brinell-keménység	343 HB
CAS-szám	7440-64-4
Fontosabb izotópok
Fő cikk: Az itterbium izotópjai izotóp természetes előfordulás felezési idő bomlás mód energia (MeV) termék 166Yb mest. 56,7 h ε 0,304 166Tm 168Yb 0,13% Yb stabil 98 neutronnal 169Yb mest. 32,026 d ε 0,909 169Tm 170Yb 3,05% Yb stabil 100 neutronnal 171Yb 14,3% Yb stabil 101 neutronnal 172Yb 21,9% Yb stabil 102 neutronnal 173Yb 16,12% Yb stabil 103 neutronnal 174Yb 31,8% Yb stabil 104 neutronnal 175Yb mest. 4,185 d β- 0,470 175Lu 176Yb 12,7% Yb stabil 106 neutronnal 177Yb mest. 1,911h h β- 1,399 177Lu
Hivatkozások

Jellemzői

Az itterbium lágy, képlékeny, könnyen formálható elem, mely ezüstösen csillog. Ritkaföldfém, ezért az ásványi savak könnyen megtámadják és oldják, vízzel lassan lép reakcióba, a levegőn oxidálódik.^[1]

Az itterbiumnak három allotrop módosulata létezik, melyeket rendre alfa, béta és gamma allotrópnak neveznek, és melyeknek fázisátalakulása −13 °C-nál és 795 °C-nál következik be. A béta módosulat szobahőmérsékleten létezik és felületen középpontos kristályszerkezetű, míg a magas hőmérsékleten létező gamma módosulat térben középpontos kristályszerkezetű.^[1]

Normál állapotban a béta módosulat fémesen vezető tulajdonságot mutat, ám 16 000 bar nyomás környékén félvezető tulajdonságú lesz. Elektromos ellenállása tízszer nagyobb 39 000 bar nyomáson, ám ez az ellenállás 40 000 bar nyomáson a szobahőmérsékletű ellenállás 10%-ára esik.^[1][2] Más ritkaföldfémektől eltérően, melyek alacsony hőmérsékleten antiferromágneses és/vagy ferromágneses tulajdonságokat mutatnak, az itterbium 1 K felett paramágneses tulajdonságú.^[3]

824 °C-os olvadáspontjával és 1196 °C-os forráspontjával az összes fém közül az itterbiumnak legszűkebb a folyadékállapoti hőmérséklet-tartománya.

Története

Az itterbiumot Jean Charles Galissard de Marignac svájci vegyész fedezte fel 1878-ban. Marignac egy új fajta anyagot fedezett fel az akkor erbia néven nevezett földben, és ezt az új anyagot itterbiumnak nevezte el arról a faluról ahol az anyagot találta. Marignac gyanította, hogy az újonnan felfedezett anyag egy új elemet takar.^[2]

1907-ben egy francia vegyész, Georges Urbain Marignac itterbiumát két összetevőre választotta szét: neoitterbiumra és luteciára. A neoitterbiumot később itterbium néven ismerte meg a világ, míg a luteciából a lutécium elem lett. Ugyanebben az időben tőle függetlenül Auer von Welsbach is szétválasztotta ezeket az elemeket, de aldebaraniumnak és cassiopeiumnak nevezte el őket.^[2]

Az itterbium kémiai és fizikai jellemzőit csak 1953-ban sikerült meghatározni, amikor sikerült csaknem tiszta itterbiumot előállítani.^[2] Az elem ára 1953 és 1998 között viszonylag stabil, 1000 dollár/kg körüli volt.^[4]

Előfordulása

Eucenit

Az itterbium, más ritkafödfémekkel együtt ritka ásványokban fordul elő. Leggazdaságosabban és leggyakrabban a monacit homokból nyerik ki (0,03% itterbium). Az elem megtalálható még az euxenitben és a xenotimben. Főbb előfordulási helyei: Kína, Egyesült Államok, Brazília, India, Srí Lanka és Ausztrália. A világ itterbium készleteit egymillió tonnára becsülik. Előfordulása a földkéregben körülbelül 3 mg/kg.^[2]