Iterbio struktura, lastnosti, uporabe, pridobivanje

On ytterbium Gre za element, ki spada v skupino lantanidov redkih Zemlje, katerih kemični simbol je YB. Je srebrna, nodularna in poševna bela kovina. Reagira počasi s hladno vodo, vendar hitro z vročo vodo, ki povzroča hidroksid in sprošča vodik.

Hitro se raztopi v koncentriranih in razredčenih kislinah, sprošča vodik. Vendar ga ne raztopi fluorhorhoric kislina, s katero izvira zaščitni sloj na kovinski površini. Iterbio je lantanid z najmanjšo vrelišče.

Ultrapur in kovinski vzorec iterbio. Vir: Hi-res slike kemičnih elementov, cc do 3.0, prek Wikimedia Commons

Iterbio je leta 1878 odkril švicarski kemik Jean Charles Galissard de Marignac. Galissard je ogrel Erbio Nitrate in pridobil neznani beli prah, ki ga je imenoval Iterbia, in sumil, da je to spojina novega elementa, ki ga je krstil kot "iterbio" švedske vasice Ytterby.

Med leti 1907 in 1908 sta se francoski kemik Georges Urbain in nemški kemik Carl Auer von Welsbach našla neodvisno, da sta bila v iterbiji Marignacova dva kemična elementa: Iterbio in Luthecio.

Iterbio je kovina z nekaj aplikacijami, ki je ena izmed njih kot doping iz nerjavečega jekla.

[TOC]

Struktura

Iterbio ima tri alotropne oblike: α faza, pretežno pod 7 ° C in katerih kristalna struktura je kompaktna šesterokotna (HCP); β oblika, ki obstaja pri sobni temperaturi in s kubično strukturo, osredotočeno na obraze (FCC); in γ faza, ki nastane pri visokih temperaturah (795 ° C) in s kubično strukturo, osredotočeno v telo.

V β fazi se iterbio obnaša kot kovinski električni prevodnik, vendar se njegova upornost in električna odpornost povečata pod zelo visokimi pritiski (16 GPa ali 16000 atm).

Elektronska konfiguracija

Iterbio Elektronska konfiguracija

Iterbio ima naslednjo elektronsko konfiguracijo:

[Xe] 4f¹⁴ 6s²

Kot je razvidno, so vse njegove 4F orbitale polne elektrone, skoraj na koncu serije Lantanida. Če nimajo elektronov v svojih 5D orbitalih in imajo v svojih atomih kakršno koli elektronsko prosto delovno mesto, so verjetno, da so to razlog, da se njihove fizične lastnosti (gostota in tališče) razlikujejo od lastnosti njihovih vrstnikov ali drugih lantanidov.

Vam lahko služi: Minimalna formula: Kako pridobiti minimalno formulo, primere in vaje

Lastnosti iterbio

99,9% Iterbio

Fizični videz

Svetla bela kovina z bledo rumeno barvilo. Je mehka, pokončna in duktilna. Njegova svetlost je počasi tarnata, ko je izpostavljena zraku in vlagi.

Atomska številka

70

Molarna masa

173.045 g/mol

Tališče

824 ° C.

Vrelišče

1196 ° C. Med lantanidi ima najnižjo vrelišče, zato velja za najbolj "nestanovitno".

Gostota

6.90 g/cm³ (Faza α)

6.96 g/cm³ (Faza β)

6.57 g/cm³ (Faza γ)

Fuzijska toplota

7.66 kJ/mol

Toplota za uparjanje

129 kJ/mol

Molarna kalorična sposobnost

26.74 J/(mol · k)

Stanja oksidacije

Iterbio ima naslednja stanja oksidacije: +1 (YB⁺), +2 (yb²⁺) in +3 (yb³⁺), Slednji je najbolj prevladujoč, pa tudi skoraj vsi drugi lantanidi.

Elektronegativnost

1.06 na lestvici Alfred Rochow

Ionizacijske energije

Prvi: 603.4 kJ/mol

Drugi: 1174.8 kJ/mol

Tretjič: 2417 kJ/mol

Magnetni vrstni red

Iterbio je paramagnetni nad 1 K. Ima najnižjo magnetno dovzetnost med redkimi zemeljskimi kovinami.

Spojine in reaktivnost

V večini svojih spojin Iterbio uporablja stanje oksidacije +3, čeprav v nekaterih primerih uporablja stanje oksidacije +2. Iterbio je reaktivni element, ki počasi reagira s hladno vodo, vendar to hitro počne z vročo vodo, kar povzroča hidroksid in vodik:

2 yb (s) + 6 h₂Ali (l) → 2 yb (OH)₃ (aq) + 3 h₂ (g)

Iterbio zlahka raztopi s kislinami z sproščanjem vodika. Prav tako reagira z vodikom, da tvori več hidrorjev (YBH_x). Iterbio je kombiniran s halogeni za tvorbo halurosa z uporabo njegovega oksidacijskega stanja 3+ (YBF₃, Ybcl₃, itd.).

Vam lahko služi: enantiomeri

Iterbio yb ion³⁺ Je brezbarven kot iterbia (yb₂Tudi₃) in soli, ki se tvorijo. Vendar ion yb²⁺ Je zelenkasto rumena in je zelo reaktivno sredstvo, ki tvori bledo zelene soli s sulfatom, bromidom in karbonatom.

Iterbio v prahu lahko gori pri temperaturi 400 ° C, kar oddaja strupeni dim.

Prijave

Akcija dopante

Iterbio se uporablja kot dopinško sredstvo iz nerjavečega jekla, da se izboljša njegova odpornost, izpopolnjevanje zrn in mehanske lastnosti.

V laserjih za vlaknine diska in dvojno prevleko se uporabljajo YBS³⁺ kot doping optična vlakna, kot v kristalih in keramiki.

Zobna

Iterbio je del retroplasta, sestavljene smole, ki se drži dentina. Retroplast je mešanica dveh komponent A in B, ki je del iterbio trifluoruro del komponente B.

Zaznavanje pretresa zemljišč

Iterbio ima lastnost povečanja električne odpornosti s povečanjem pritiska, ki ga doživlja, na zelo visoke vrednosti, na primer tisto, kar se dogaja v potresih in podzemnih eksplozijah. Zato se lahko za odkrivanje kopenskih tresenja uporabijo električna vezja, ki vključujejo iterbio.

Vir x -ray

Iterbio izotop ⁶⁹YB se uporablja kot vir gama sevanja, ki ima lastnosti, podobne x -roji, glede na njegovo penetracijsko moč. Zaradi tega se iterbio Isotope-69 uporablja kot rentgenski prenosni vir na mestih, ki nimajo električne energije, uporabna v majhnih predmetih.

Sončne celice

Itterbio ima absorpcijski pas v infrardečem območju elektromagnetnega spektra, zato se uporablja v sončnih celicah za pretvorbo infrardečega sevanja v elektriko.

Lahko vam služi: benzimidazol (C7H6N2): Zgodovina, struktura, prednosti, slabosti

Pridobivanje

Iterbio je prisoten v Monaciti, evknenitu in ksenotimalnih mineralih, ki predstavljajo oceno številčnost v 3 ppm Zemljini skorji. Prvi korak je drobljenje minerala, običajno Monacita, nato pa izliva elemente redkih zemlje z žveplovo kislino in drugimi kislinami.

Nevtralizirano raztopino se obrne na izmenjavo smolo in se ji pridruži elementom redke zemlje z interakcijo s kemičnimi skupinami, ki so prisotne v smoli. Nato je smola iterbio ločena z uporabo določene zapletene snovi.

Druga metoda pridobivanja iterbio je zmanjšanje z amalgamom natrijevega mecurja. Nato ta amalgam obdelamo s klorovodikovo kislino, kovino ekstrahiramo z oksalatom in postanemo njegov oksid s segrevanjem.

Nazadnje se kovinski itterbio dobi iz njegovega oksida, ki izvede njegovo zmanjšanje s segrevanjem v prisotnosti cirkonija, aluminija ali drugih elementov, da se končno očistijo s sublimacijo.

Izotopi

Iterbio ima skupno 34 izotopov: 7 stabilnih in 27 radioaktiv. Stabilna izotopska skupina sestavlja ¹⁶⁸ Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴Yb in ¹⁷⁶Yb, od tega je tisti, ki je v največjem deležu ¹⁷⁴YB z 31.896 %.

Radioaktivni izotop ¹⁶⁹YB ima povprečno življenjsko dobo dlje (32.026 dni), medtem ko imajo ostali radioaktivni izotopi kratko ali zelo kratko razpolovno življenje.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). MC Graw Hill.
2. Wikipedija. (2020). Ytterbium. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
3. Uredniki Enyclopeedia Britannica. (2020). Ytterbium. Okrevano od: Britannica.com
4. Jefferson Lab Resource. (2020). Element ytterbium. Okrevano od: izobraževanje.Jlab.org
5. Doktor. Doug Stewart. (2020). Dejstva o elementih ytterbium. Okrevano od: Chemicool.com
6. Čelada, Anne Marie, ph.D. (27. avgust 2020). Ytterbium dejstva - element YB. Okreval od: Thoughtco.com
7. Lentech b.V. (2020). Ytterbium. Okrevano od: Lentech.com
8. Znanstveno osebje v živo. (31. julij 2013). Dejstva o ytterbiumu. Okrevano od: Livescience.com