Iterbio struktur, egenskaper, bruk

Han Ytterbium Det er et element som tilhører gruppen av lantanider, av de sjeldne jordene, hvis kjemiske symbol er YB. Det er et sølv, duktil og formbart hvitt metall. Den reagerer sakte med kaldt vann, men raskt med varmt vann som forårsaker hydroksid og frigjør hydrogen.

Den oppløses raskt i konsentrerte og fortynnede syrer, og frigjør hydrogen. Men det blir ikke oppløst av fluorhorinsyre, som det har et beskyttende lag på metalloverflaten. Iterbio er lantanidet med det minste kokepunkt.

Iterbio ultrapure og metallisk prøve. Kilde: Hi-res Images ofchemical Elements, CC av 3.0, via Wikimedia Commons

Iterbio ble oppdaget i 1878 av den sveitsiske kjemikeren Jean Charles Galissard de Marignac. Galissard varmet Erbio -nitrat, og oppnådde et ukjent hvitt pulver som han kalte Iterbia og mistenkte at det var forbindelsen av et nytt element som han døpte som 'Iterbio' av den svenske landsbyen Ytterby.

Mellom årene 1907 og 1908 fant den franske kjemikeren Georges Urbain og den tyske kjemikeren Carl Auer von Welsbach, uavhengig, at i Marignacs iterbia var det to kjemiske elementer: Iterbio og Luthecio.

Iterbio er et metall av få applikasjoner, og er en av dem som doping av rustfritt stål.

[TOC]

Struktur

Iterbio har tre allotropiske former: α -fasen, hovedsakelig under 7 ºC og hvis krystallinske struktur er kompakt sekskantet (HCP); β -formen, som eksisterer ved romtemperatur og med en kubisk struktur sentrert på ansikter (FCC); og y -fasen, generert ved høye temperaturer (795 ºC) og med en kubikkstruktur sentrert i kroppen.

I β -fasen oppfører iterbio seg som en metallisk elektrisk leder, men dens resistivitet og elektrisk motstand øker under veldig høyt trykk (16 GPa eller 16000 atm).

Elektronisk konfigurasjon

Iterbio elektronisk konfigurasjon

Iterbio har følgende elektroniske konfigurasjon:

[Xe] 4f¹⁴ 6s²

Som det kan sees, er alle 4F -orbitaler fulle av elektroner, og er nesten på slutten av Lantanida -serien. Å ikke ha elektroner i 5D -orbitaler, og ha noen elektronisk ledig stilling i atomene sine, er de sannsynligvis at dette er grunnen til at deres fysiske egenskaper (tetthet og smeltepunkt) skiller seg fra sine jevnaldrende eller de andre lantanider.

Kan tjene deg: Minimum formel: Hvordan få minimum formel, eksempler og øvelser

Iterbio egenskaper

99,9% Iterbio

Fysisk utseende

Lyst hvitt metall med blekgult fargestoff. Den er myk, formbar og duktil. Hans lysstyrke blir sakte plettet når den blir utsatt for luft og fuktighet.

Atomnummer

70

Molmasse

173.045 g/mol

Smeltepunkt

824 ºC.

Kokepunkt

1196 ºC. Den har det laveste kokepunktet blant lantanider, så det regnes som det mest "flyktige".

Tetthet

6.90 g/cm³ (Fase α)

6.96 g/cm³ (Fase β)

6.57 g/cm³ (Fase γ)

Fusjonsvarme

7.66 kJ/mol

Fordampningsvarme

129 kJ/mol

Molar kalorikapasitet

26.74 J/(mol · k)

Oksidasjonsstater

Iterbio har følgende oksidasjonstilstander: +1 (YB⁺), +2 (YB²⁺) og +3 (YB³⁺), Sistnevnte er den mest dominerende, så vel som nesten alle andre lantanider.

Elektronegativitet

1.06 på Alfred Rochow Scale

Ioniseringsenergier

Først: 603.4 kJ/mol

Andre: 1174.8 kJ/mol

Tredje: 2417 kJ/mol

Magnetisk ordre

Iterbio er paramagnetisk over 1 k. Det har den laveste magnetiske følsomheten blant sjeldne jordmetaller.

Forbindelser og reaktivitet

I de fleste av forbindelsene bruker iterbio sin oksidasjonstilstand +3, selv om den i noen tilfeller bruker oksidasjonstilstanden +2. Iterbio er et reaktivt element som reagerer sakte med kaldt vann, men gjør det raskt med varmt vann, og forårsaker hydroksyd og hydrogen:

2 YB (S) + 6 H₂Eller (l) → 2 YB (OH)₃ (aq) + 3 H₂ (g)

Iterbio blir lett oppløst av syrer med hydrogenfrigjøring. Den reagerer også med hydrogen for å danne flere hydror (YBH_x). Iterbio er kombinert med halogener for dannelse av haluros, ved bruk av oksidasjonstilstanden 3+ (YBF₃, YBCL₃, etc.).

Kan tjene deg: enantiomerer

Iterbio yb -ion³⁺ Det er fargeløs som iterbia (yb₂ENTEN₃) og saltene som dannes. Imidlertid ion YB²⁺ Det er grønngul og er et veldig reaktivt middel som danner blekgrønne salter med sulfat, bromid og karbonat.

Den pulveriserte iterbio kan brenne ved en temperatur på 400 ºC, og avgir en giftig røyk.

applikasjoner

Dopante handling

Iterbio brukes som et dopingmiddel for rustfritt stål for å forbedre dens motstand, kornforfining og mekaniske egenskaper.

I disk- og dobbeltbelegg fiberlasere brukes YBS³⁺ som doping optiske fibre, som i krystaller og keramikk.

Tannlege

Iterbio er en del av Retroplast, en sammensatt harpiks som fester seg til dentin. Retroplast er en blanding av to komponenter A og B, og er Iterbio Trifluoruro -delen av komponenten B.

Deteksjon av land risting

Iterbio har egenskapen til å øke sin elektriske motstand ved å øke trykket den opplever til veldig høye verdier, for eksempel hva som skjer i jordskjelv og underjordiske eksplosjoner. Derfor kan elektriske kretsløp som inkluderer iterbio brukes for å oppdage terrestriske rister.

X -Ray Source

Iterbio -isotopen ⁶⁹YB brukes som en kilde til gammastråling, som har egenskaper som ligner på X -stråler, med hensyn til dens penetrasjonskraft. Av denne grunn brukes Iterbio Isotope-69 som en bærbar kilde med røntgenbilder på stedene som mangler strøm, brukbar i små gjenstander.

Solceller

Itterbio har et absorpsjonsbånd i det infrarøde området av det elektromagnetiske spekteret, så det brukes i solceller for å konvertere infrarød stråling til elektrisitet.

Det kan tjene deg: Benzimidazol (C7H6N2): Historie, struktur, fordeler, ulemper

Å skaffe

Iterbio er til stede i Monacita, Euxenite og xenotimal mineraler, og presenterer en estimert overflod i 3 ppm jordens cortex. Det første trinnet er knusing av mineralet, vanligvis monacite, deretter utvasking av elementene i sjeldne jordarter med svovelsyre og andre syrer.

Den nøytraliserte løsningen blir kontaktet med en utvekslingsharpiks, noe som blir sammen med elementene på den sjeldne jorden ved å samhandle med kjemiske grupper som er til stede i harpiksen. Deretter skilles harpiksen iterbio ved bruk av et spesifikt komplekst stoff.

En annen metode for å skaffe Iterbio er å redusere en amalgam av natrium-Mercurio. Deretter blir dette amalgamet behandlet med saltsyre, trekker ut metallet med oksalat og blir oksydet ved oppvarming.

Til slutt oppnås den metalliske itterbio fra oksydet som utfører sin reduksjon ved oppvarming i nærvær av zirkonium, aluminium eller andre elementer, for endelig å rense seg selv ved sublimering.

Isotoper

Iterbio har totalt 34 isotoper: 7 stabile og 27 radioaktiver. Den stabile isotopgruppen utgjøres av ¹⁶⁸ Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴Yb, og ¹⁷⁶YB, hvor den som er i størst andel er isotopen ¹⁷⁴YB, med 31.896 % overflod.

Den radioaktive isotopen ¹⁶⁹YB har gjennomsnittlig levetid på lenger (32.026 dager), mens resten av radioaktive isotoper har en kort eller veldig kort halveringstid.

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Ytterbium. Hentet fra: i.Wikipedia.org
3. Redaktørene av Enyclopaedia Britannica. (2020). Ytterbium. Gjenopprettet fra: Britannica.com
4. Jefferson Lab Resource. (2020). Elementet ytterbium. Gjenopprettet fra: Utdanning.Jlab.org
5. Dr. Doug Stewart. (2020). Ytterbium element fakta. Gjenopprettet fra: Chemicool.com
6. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (27. august 2020). YTTERBIUM FAKTA - YB -element. Gjenopprettet fra: Thoughtco.com
7. Lentech b.V. (2020). Ytterbium. Gjenopprettet fra: Lentech.com
8. Live Science Staff. (31. juli 2013). Fakta om Ytterbium. Gjenopprettet fra: Livescience.com