Iterbio -rakenne, ominaisuudet, käyttö, hankkiminen

Hän ytterbium Se on elementti, joka kuuluu harvinaisten maametallien Lantanides -ryhmään, jonka kemiallinen symboli on yb. Se on hopea, taipuisa ja muokattava valkoinen metalli. Se reagoi hitaasti kylmällä vedellä, mutta nopeasti kuumalla vedellä aiheuttaen hydroksidia ja vapauttaen vetyä.

Se liukenee nopeasti väkevöityihin ja laimennettuihin happoihin vapauttaen vedyn. Mutta sitä ei liuennut fluoriahorhorihapolla, jonka kanssa se on peräisin metallipinnasta suojakerroksesta. Iterbio on lantanidi, jolla on pienin kiehumispiste.

Iterbio ultrapuuri ja metallinen näyte. Lähde: Hi-res-kuvat kemiallisista elementeistä, CC 3: lla.0, Wikimedia Commons

Iterbion löysi vuonna 1878 sveitsiläinen kemisti Jean Charles Galissard de Marignac. Galissard lämmitti Erbio -nitraatin, saaden tuntemattoman valkoisen jauheen, jota hän kutsui iterbiaksi, ja epäili, että se oli uuden elementin yhdiste, jonka hän kastoi "iterbio" -sarjaksi Ytterby -kylän kylä.

Vuosien 1907 ja 1908 välillä ranskalainen kemisti Georges Urbain ja saksalainen kemisti Carl Auer von Welsbach totesivat itsenäisesti, että Marignacin iterbiassa oli kaksi kemiallista elementtiä: Iterbio ja Luthecio.

Iterbio on muutaman sovelluksen metalli, joka on yksi niistä ruostumattoman teräksen doping.

[TOC]

Rakenne

Iterbiossa on kolme allotrooppista muotoa: a -vaihe, pääosin alle 7ºC ja jonka kiteinen rakenne on kompakti kuusikulmainen (HCP); β -muoto, joka on huoneenlämpötilassa ja kuutiometriä, keskittynyt kasvoihin (FCC); ja y -faasi, joka on muodostettu korkeissa lämpötiloissa (795 ºC) ja kuutiometriä keskittynyt kehossa.

Β -vaiheessa Iterbio käyttäytyy metallisena sähköjohtimena, mutta sen resistiivisyys ja sähkövastus lisääntyvät erittäin korkeissa paineissa (16 GPA tai 16000 atm).

Elektroninen kokoonpano

Iterbio -elektroninen kokoonpano

Iterbiossa on seuraava elektroninen kokoonpano:

[Xe] 4f¹⁴ 6s²

Kuten voidaan nähdä, kaikki sen 4F -kiertoradat ovat täynnä elektroneja, jotka ovat melkein Lantanida -sarjan lopussa. Koska 5D -kiertoradalla ei ole elektroneja, ja heillä ei ole elektronista avointa työpaikkaa atomeissaan, he todennäköisesti ovat syynä, miksi niiden fysikaaliset ominaisuudet (tiheys ja sulamispiste) eroavat ikätovereidensa tai muiden lantanidien ominaisuuksista.

Voi palvella sinua: Vähimmäiskaava: Kuinka saada vähimmäiskaava, esimerkit ja harjoitukset

Iterbio -ominaisuudet

99,9% iterbio

Fyysinen ulkonäkö

Kirkkaan valkoinen metalli, vaaleankeltaisella väriaineella. Se on pehmeä, muokattava ja taipuisa. Hänen kirkkautensa on hitaasti pilaantunut, kun se altistetaan ilmalle ja kosteudelle.

Atominumero

70

Moolimassa

173.045 g/mol

Sulamispiste

824 ºC.

Kiehumispiste

1196 ºC. Sillä on alhaisin kiehumispiste lantanidien keskuudessa, joten sitä pidetään "haihtuvimpana".

Tiheys

6.90 g/cm³ (Vaihe α)

6.96 g/cm³ (Vaihe β)

6.57 g/cm³ (Vaihe γ)

Sulamislämpö

7.66 kJ/mol

Höyrystyslämpö

129 kJ/mol

Molaarinen kalorikapasiteetti

26.74 J/(mol · k)

Hapetustilat

Iterbiossa on seuraavat hapettumisen toteaa: +1 (YB⁺), +2 (YB²⁺) ja +3 (YB³⁺), Jälkimmäinen on hallitsevin, samoin kuin melkein kaikki muut Lantanides.

Elektronegatiivisuus

1.06 Alfred Rochow -asteikolla

Ionisaatioenergiat

Ensimmäinen: 603.4 kJ/mol

Toinen: 1174.8 kJ/mol

Kolmas: 2417 kJ/mol

Magneettinen järjestys

Iterbio on paramagneettinen yli 1 k. Sillä on alhaisin magneettinen herkkyys harvinaisten maametallien keskuudessa.

Yhdisteet ja reaktiivisuus

Suurimmassa osassa yhdisteitä Iterbio käyttää hapettumistilaa +3, vaikka joissain tapauksissa se käyttää hapettumistilaa +2. Iterbio on reaktiivinen elementti, joka reagoi hitaasti kylmän veden kanssa, mutta tekee sen nopeasti kuumalla vedellä aiheuttaen hydroksidia ja vetyä:

2 yb (s) + 6 h₂Tai (l) → 2 yb (OH)₃ (aq) + 3 h₂ (g)

Iterbio liuotetaan helposti hapolla vedyn vapautumisella. Se reagoi myös vedyn kanssa useiden hydrorien muodostamiseksi (YBH_x-A. Iterbio yhdistetään halogeenien kanssa Haluros -muodostumista varten käyttämällä sen hapetustilaa 3+ (YBF₃, YBCL₃, jne.-A.

Voi palvella sinua: enantiomeerit

Iterbio yb -ioni³⁺ Se on väritöntä kuin iterbia (yb₂JOMPIKUMPI₃) ja muodossa olevat suolat. Kuitenkin ion YB²⁺ Se on vihertävän keltainen ja on erittäin reaktiivinen aine, joka muodostaa vaaleanvihreät suolat sulfaatin, bromidin ja karbonaatin kanssa.

Jauhettu Iterbio voi palata 400 ºC: n lämpötilassa, joka säteilee myrkyllistä savua.

Sovellukset

Dopante -toiminta

Iterbioa käytetään ruostumattoman teräksen doping -aineena sen vastus-, vilja- ja mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi.

Levy- ja kaksoispäällystyskuitulasereissa käytetään YB: tä³⁺ Doping -optisina kuiduina, kuten kiteissä ja keramiikassa.

Hammaslääketieteellinen

Iterbio on osa retroplastiä, yhdistelmähartsia, joka tarttuu dentiiniin. Retroplasti on kahden komponentin A ja B sekoitus, joka on komponentin B iterbio trifluoruro -osa.

Maan ravistaminen

Iterbiolla on ominaisuus lisätä sähkövastustaan ​​lisäämällä sen kokeilemansa painetta erittäin korkeisiin arvoihin, kuten mitä tapahtuu maanjäristyksissä ja maanalaisissa räjähdyksissä. Siksi ITERBIO: ta sisältäviä sähköpiirejä voidaan käyttää maanpäällisten ravistuksien havaitsemiseksi.

X -ray -lähde

Iterbio -isotooppi ⁶⁹YB: tä käytetään gammasäteilyn lähteenä, jolla on samanlaisia ​​ominaisuuksia kuin x -rajat, sen tunkeutumistehon suhteen. Tästä syystä iterbio-isotooppi-69 käytetään röntgenkannettavana lähteenä paikoissa, joissa ei ole sähköä, jota voidaan käyttää pienissä esineissä.

Aurinkokennot

Itterbiossa on absorptiokaista sähkömagneettisen spektrin infrapuna -alueella, joten sitä käytetään aurinkokennoissa infrapunasäteilyn muuttamiseksi sähköksi.

Se voi palvella sinua: bentsimidatsoli (C7H6N2): Historia, rakenne, edut, haitat

Saada

ITERBIO on läsnä Monacita-, euxeniitissä ja ksenotimaalisissa mineraaleissa, ja ne esittävät arvioidun runsauden 3 ppm: n maan aivokuoressa. Ensimmäinen askel on mineraalin, yleensä monasiitin murskaaminen, sitten harvinaisten maametallien elementit rikkihapolla ja muilla hapolla.

Neutraloitu liuos on otettu yhteyttä vaihtohartsiin, yhdistämällä siihen harvinaisen maametallien elementit vuorovaikutuksessa hartsissa olevien kemiallisten ryhmien kanssa. Sitten hartsi iterbio erotetaan käyttämällä tiettyä kompleksia sisältävää ainetta.

Toinen menetelmä iterbion hankkimiseksi on tehdä pelkistys natrium-mercurion amalgaamilla. Sitten tätä amalgaamia käsitellään suolahapolla, uuttamalla metalli oksalaatilla ja siitä tulee sen oksidi kuumentamalla.

Lopuksi, metallinen Itterbio saadaan sen oksidista, joka suorittaa sen pelkistymisen kuumentamalla zirkoniumin, alumiinin tai muiden elementtien läsnä ollessa, jotta ne lopulta puhdistavat sublimoinnin.

Isotoopit

Iterbiossa on yhteensä 34 isotooppia: 7 stabiili- ja 27 radioaktiivia. Vakaa isotooppiryhmä muodostuu ¹⁶⁸ Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴Yb, ja ¹⁷⁶YB, josta se on suurimmassa osassa, on isotooppi ¹⁷⁴YB, 31 896 %: n runsaasti.

Radioaktiivinen isotooppi ¹⁶⁹YB: n keskimääräinen käyttöikä on pidempi (32.026 päivää), kun taas muilla radioaktiivisilla isotooppeilla on lyhyt tai hyvin lyhyt puoli.

Viitteet

1. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Ytterbium. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Enyclopaedia Britannica -toimittajat. (2020). Ytterbium. Toipunut: Britannica.com
4. Jefferson Lab -resurssi. (2020). Elementti ytterbium. Toipunut: Koulutus.JLAB.org
5. DR. Doug Stewart. (2020). Ytterbium -elementti tosiasiat. Toipunut: Chemicool.com
6. Helmestine, Anne Marie, PH.D -d. (27. elokuuta 2020). Ytterbium -tosiasiat - YB -elementti. Toipunut: Admingco.com
7. Lentech b.V. (2020). Ytterbium. Toipunut: lentech.com
8. Live -tiedehenkilöstö. (31. heinäkuuta 2013). Faktoja Ytterbiumista. Toipunut: LivesCience.com