Készítette: Tóth Krisztián. Web: http://krissz.hu

Itterbium

70
173.04
3, 2
Yb
5d0
4f14
Itterbium
Alapadatok
Név, vegyjel, rendszám itterbium, Yb, 70
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 7,66 kJ/mol
Párolgáshő 159 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 26,74 J/(mol·K)
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet köbös lapközéppontos
Oxidációs állapotok 3
(bázikus oxid)
Elektronegativitás  ? 1,1 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 603,4 kJ/mol
Atomsugár 175 pm
Atomsugár (számított) 222 pm
Egyéb jellemzők
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
Bulk modulusz (β módosulat) 30,5 GPa
Poisson-arányszám (β módosulat) 0,207
Vickers-keménység 206 MPa
Brinell-keménység 343 HB
CAS-szám 7440-64-4

Az Itterbium bővebb leírása

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 lantanidák 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.

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 allotróp 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]