Iterbio -Struktur, Eigenschaften, Verwendungen, erhalten

Er Ytterbium Es ist ein Element, das zur Gruppe der Lantaniden der Seltenen Erden gehört, deren chemisches Symbol YB ist. Es ist ein silberndes, duktiles und formbares weißes Metall. Es reagiert langsam mit kaltem Wasser, aber schnell mit heißem Wasser, was Hydroxid verursacht und Wasserstoff freigibt.

Es löst sich schnell in konzentrierten und verdünnten Säuren auf und freisetzt Wasserstoff. Aber es wird nicht durch Fluorhorsäure gelöst, mit dem es eine Schutzschicht auf der Metalloberfläche stammt. Das Iterbio ist das Lanthanid mit dem geringsten Siedepunkt.

Iterbio Ultrapure und metallische Probe. Quelle: Hi-Res-Bilder von chemischen Elementen, CC von 3.0, über Wikimedia Commons

Der Iterbio wurde 1878 vom Schweizer Chemiker Jean Charles Galissard de Marignac entdeckt. Galissard erwärmtes Erbio -Nitrat und erhielt ein unbekanntes weißes Pulver, das er iTerbia nannte, und vermutete, dass es die Verbindung eines neuen Elements war, das er vom schwedischen Dorf Ytterby als "Iterbio" getauft hat.

Zwischen den Jahren 1907 und 1908 stellten der französische Chemiker Georges Urbain und der deutsche Chemiker Carl Auer von Welsbach unabhängig heraus, dass es in Marignacs Iterbia zwei chemische Elemente gab: The Itrbio und Luthecio.

Das Iterbio ist ein Metall von wenigen Anwendungen, das als Doping von Edelstahl ausgestattet ist.

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Struktur

Das Iterbio hat drei allotropische Formen: die α -Phase, überwiegend unter 7 ° C und deren kristalline Struktur kompaktes hexagonal ist (HCP); die β -Form, die bei Raumtemperatur und mit einer kubischen Struktur auf den Gesichtern (FCC) vorhanden ist; und die γ -Phase, die bei hohen Temperaturen (795 ° C) und mit einer kubischen Struktur im Körper erzeugt wird.

In der β -Phase verhält sich das Iterbio als metallischer elektrischer Leiter, aber sein Widerstand und sein elektrischer Widerstand nehmen unter sehr hohen Drücken zu (16 GPa oder 16000 atm).

Elektronische Konfiguration

Iterbio Electronic Configuration

Der Iterbio verfügt über die folgende elektronische Konfiguration:

[Xe] 4f¹⁴ 6s²

Wie zu sehen ist, sind alle 4F -Orbitale voller Elektronen, die sich fast am Ende der Lantanida -Serie befinden. Sie haben keine Elektronen in ihren 5D -Orbitalen und eine elektronische freie Stelle in ihren Atomen, sie sind wahrscheinlich, dass dies der Grund dafür ist.

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Iterbio -Eigenschaften

99,9% iterbio

Aussehen

Helles weißes Metall mit hellgelbem Farbstoff. Es ist weich, formbar und duktil. Seine Helligkeit wird langsam getrübt, wenn er Luft und Feuchtigkeit ausgesetzt ist.

Ordnungszahl

70

Molmasse

173.045 g/mol

Schmelzpunkt

824 ºC.

Siedepunkt

1196 ºC. Es hat den niedrigsten Siedepunkt unter Lantaniden, daher gilt es als das "flüchtigste" als die "volatilste".

Dichte

6.90 g/cm³ (Phase α)

6.96 g/cm³ (Phase β)

6.57 g/cm³ (Phase γ)

Fusionshitze

7.66 kJ/mol

Verdampfungswärme

129 kJ/mol

Molkalorienkapazität

26.74 j/(mol · k)

Oxidationszustände

Der Iterbio hat die folgenden Oxidationszustände: +1 (YB⁺), +2 (yb²⁺) und +3 (yb³⁺), Wobei letztere die vorherrschendsten sowie fast alle anderen Lantanide sind.

Elektronegativität

1.06 auf der Alfred Rochow -Skala

Ionisationsenergien

Erstens: 603.4 kJ/mol

Zweitens: 1174.8 kJ/mol

Dritter: 2417 kJ/mol

Magnetische Ordnung

Das iterbio ist über 1 k paramagnetisch. Es hat die niedrigste magnetische Anfälligkeit bei Seltenerdmetallen.

Verbindungen und Reaktivität

In den meisten seiner Verbindungen verwendet das Iterbio seinen Oxidationszustand +3, obwohl es in einigen Fällen den Oxidationszustand +2 verwendet. Das Iterbio ist ein reaktives Element, das langsam mit kaltem Wasser reagiert, es aber schnell mit heißem Wasser macht und Hydroxid und Wasserstoff verursacht:

2 yb (s) + 6 h₂Oder (l) → 2 yb (OH)₃ (aq) + 3 h₂ (G)

Das iterbio wird leicht durch Säuren mit Wasserstofffreisetzung gelöst. Es reagiert auch mit Wasserstoff, um mehrere Hydrors zu bilden (YBH_X). Das Iterbio wird mit Haluros -Bildung unter Verwendung seines Oxidationszustands 3+ (YBF) kombiniert₃, YBCL₃, usw.).

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Das iTerbio yb Ion³⁺ Es ist farblos wie die Iterbia (yb₂ENTWEDER₃) und die Salze, die bilden. Allerdings der Ion YB²⁺ Es ist grünlich gelb und ein sehr reaktives Mittel, das blassgrüne Salze mit Sulfat, Bromid und Carbonat bildet.

Das pulverisierte iterbio kann bei einer Temperatur von 400 ° C verbrennen und einen giftigen Rauch emittieren.

Anwendungen

Dopante -Aktion

Das Iterbio wird als Dotiermittel aus Edelstahl verwendet, um seinen Widerstand, die Verfeinerung der Getreide und die mechanischen Eigenschaften zu verbessern.

In Scheiben- und Doppelfaserlasern werden YBs verwendet³⁺ Als Doping optische Fasern, wie in Kristallen und Keramik.

Zahnärztlich

Das Iterbio ist Teil von Retroplast, einem zusammengesetzten Harz, das sich an Dentin hält. Retroplast ist eine Mischung aus zwei Komponenten A und B, da es sich.

Landschüttlerdetektion

Das Iterbio hat die Eigenschaft, seinen elektrischen Widerstand zu erhöhen, indem der Druck auf sehr hohe Werte erhöht wird, wie beispielsweise das, was bei Erdbeben und unterirdischen Explosionen passiert. Daher können elektrische Schaltungen, die das Iterbio enthalten, verwendet werden, um terrestrische Shakes zu erkennen.

X -Strahlenquelle

Das iterbio isotop ⁶⁹YB wird als Quelle für Gammastrahlung verwendet, die in Bezug auf seine Penetrationsleistung ähnliche Eigenschaften wie X -Strahlen aufweist. Aus diesem Grund wird Iterbio Isotope-69 an den Orten, an denen der Strom fehlt, als Röntgenquelle verwendet, die in kleinen Objekten verwendet werden kann.

Solarzellen

Das Itterbio hat ein Absorptionsband im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums, daher wird es in Solarzellen verwendet, um die Infrarotstrahlung in Elektrizität umzuwandeln.

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Erhalten

Das Iterbio ist in Monacita, Euxenit- und Xenotimal -Mineralien vorhanden und zeigt eine geschätzte Häufigkeit in der 3 ppm Erdekortex. Der erste Schritt ist das Quetschen des Minerals, normalerweise Monacit und dann die Elemente von Seltenen erden mit Schwefelsäure und anderen Säuren.

Die neutralisierte Lösung wird mit einem Austauschharz kontaktiert, wobei sie sich den Elementen der Seltenen erd verbinden, indem sie mit chemischen Gruppen im Harz interagieren. Dann wird das Harz iterbio unter Verwendung einer bestimmten komplexen Substanz getrennt.

Eine andere Methode, um das Iterbio zu erhalten. Dann wird dieses Amalgam mit Salzsäure behandelt, das das Metall mit Oxalat extrahiert und durch Erhitzen zu seinem Oxid wird.

Schließlich wird das metallische Itterbio aus seinem Oxid erhalten, das seine Reduktion durch Erhitzen in Gegenwart von Zirkonium, Aluminium oder anderen Elementen durchführt, um sich schließlich durch Sublimation zu reinigen.

Isotope

Das Iterbio hat insgesamt 34 Isotope: 7 stabile und 27 Radioaktivitäten. Die stabile Isotopengruppe wird von konstituiert ¹⁶⁸ Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴Yb und ¹⁷⁶YB, von dem das in dem größten Verhältnis das Isotop ist ¹⁷⁴YB mit 31.896 % Häufigkeit.

Das radioaktive Isotop ¹⁶⁹YB hat die durchschnittliche Lebensdauer von länger (32.026 Tage), während der Rest der radioaktiven Isotope eine kurze oder sehr kurze Halbwertszeit hat.

Verweise

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