Иттербий

Иттербий
Иттербий
	← Тулий \| Лютеций →
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) 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 K
Температура кипения	1466 K
Уд. теплота плавления	3,35 кДж/моль
Уд. теплота испарения	159 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	26,7 Дж/(K·моль)
Молярный объём	24,8 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	Кубическая гранецентрированая
Параметры решётки	5,490 Å
Температура Дебая	н/д K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) (34,9) Вт/(м·К)

70	Иттербий
Yb 173,054
4f¹⁴6s²

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 «Лантаноиды».

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:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2Yb + 6H_2O \rightarrow 2Yb(OH)_3 + 3H_2} }[/math]

Реагирует с кислотами:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2Yb + 6HCl \rightarrow 2YbCl_3 + 3H_2} }[/math]

Сгорает на воздухе:

[math]\displaystyle{ \mathsf{4Yb + 3O_2 \xrightarrow[]{400^oC} 2Yb_2O_3} }[/math]

Реагирует с серой с образованием жёлтого сульфида:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2Yb + 3S \xrightarrow[]{500-800^oC} Yb_2S_3} }[/math]

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

↑ Standard Atomic Weight of Ytterbium Revised
↑ ^2,0 ^2,1 Химическая энциклопедия: в 5-ти тт. / Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 277. — 671 с. — 100 000 экз.
↑ Иттербий Архивная копия от 30 сентября 2007 на Wayback Machine. — Популярная библиотека химических элементов
↑ Иттербий // Казахстан. Национальная энциклопедия (рус.). — Алматы: Қазақ энциклопедиясы, 2005. — Т. II. — ISBN 9965-9746-3-2. (CC BY-SA 3.0)
↑ J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965
↑ Химические элементы в организме человека. Справочные материалы. / Под общей редакцией Л. В. Морозовой. — Архангельск: Поморский государственный Университет им. М. В. Ломоносова, 2001. — С. 16—17. — 44 с. — 100 экз.

Ссылки

[1] Standard Atomic Weight of Ytterbium Revised

[ХЭ-2] 2,0 ^2,1 Химическая энциклопедия: в 5-ти тт. / Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 277. — 671 с. — 100 000 экз.

[3] Иттербий Архивная копия от 30 сентября 2007 на Wayback Machine. — Популярная библиотека химических элементов

[4] Иттербий // Казахстан. Национальная энциклопедия (рус.). — Алматы: Қазақ энциклопедиясы, 2005. — Т. II. — ISBN 9965-9746-3-2. (CC BY-SA 3.0)

[5] J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965

[6] Химические элементы в организме человека. Справочные материалы. / Под общей редакцией Л. В. Морозовой. — Архангельск: Поморский государственный Университет им. М. В. Ломоносова, 2001. — С. 16—17. — 44 с. — 100 экз.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]