Co je to ytterbium
Ytterbium (výslovnost: i-TUR-bee-em) je kujný, tažný, světle stříbřitý kov, který patří do skupiny lanthanoidů a je reprezentován chemickou značkou Yb . Má sedm stabilních přirozeně se vyskytujících izotopů, z nichž 174Yb má největší přirozený výskyt (32,03 %), zatímco 176Yb je nejdéle žijící s dobou poločasu rozpadu 1026 let .
Ytterbium Symbol
Kde se nachází
Ytterbium se stejně jako ostatní lanthanoidy běžně získává z minerálu monazitu a separuje se extrakcí rozpouštědlem a postupy iontové výměny . Mezi tři největší producenty ytterbia na světě patří Čína, Rusko a Malajsie, zatímco mezi tři země s největšími zásobami ytterbia patří Čína, země SNS a USA .
Ytterbium
Historie
Původ jeho názvu:
Kdo tento prvek objevil: Jeho objevitelem je švýcarský chemik Jean Charles Galissard de Marignac .
Kdy a jak byl objeven
V roce 1794 objevil finský chemik Johan Gadolin yttrium, kovový chemický prvek, o němž se vědci domnívali, že je zdrojem dalších lanthanoidů (prvků vzácných zemin) . V roce 1843 švédský chemik Carl Gustaf Mosander rozdělil yttrium na terbium a erbium . Při pokusech s erbiem na Ženevské univerzitě v roce 1878 se Charlesi Marignacovi podařilo izolovat ytterbium zahřátím dusičnanu erbičitého, čímž získal červený oxid erbičitý a bělavý prvek, který pojmenoval ytterbium .
V roce 1937 zahřáli Klemm a Bonner chlorid ytterbia spolu s draslíkem a získali malé množství nečistého kovového ytterbia . Čistší formu kovového ytterbia vyrobili v roce 1953 David Dennison, A. Daane a Frank Spedding v laboratoři Ames v Iowě .
Identifikace ytterbia |
|||
| Atomové číslo | 70 | ||
| Číslo CAS | 7440-64-.4 | ||
| Pozice v periodické tabulce | Skupina | Období | Blok |
| Lanthanidy | 6 | f | |
Umístění ytterbia v periodické tabulce
Vlastnosti a charakteristiky ytterbia
Všeobecné vlastnosti |
||||||||||||||||
| Atomová hmotnost | 173.045 amu | |||||||||||||||
| Relativní atomová hmotnost | 173.045 | |||||||||||||||
Fyzikální vlastnosti |
||||||||||||||||
| Barva | Stříbřitě bílá | |||||||||||||||
| Teplota tání/teplota tuhnutí | 824 °C, 1515 °F | |||||||||||||||
| Teplota varu | 1196 °C, 2185 °F | |||||||||||||||
| Hustota | 6.90 g cm-3 | |||||||||||||||
| Stav hmoty při pokojové teplotě (pevná látka/kapalina/plyn) | Tvrdá látka | |||||||||||||||
| Tvrdost | ||||||||||||||||
| – Brinell | 343 MPa | |||||||||||||||
| – Mohs | neznámá | |||||||||||||||
| – Vickers | 206 MPa | |||||||||||||||
| Elektrická vodivost | 0.0351X106 S/m | |||||||||||||||
| Tepelná (tepelná) vodivost | 34,9 W/(m K) | |||||||||||||||
| Měrné teplo | 155 J kg-1 K-1 | |||||||||||||||
| Modul pružnosti | 30.5 GPa | |||||||||||||||
| Modul pružnosti ve smyku | 9,9 GPa | |||||||||||||||
| Youngův modul | 23.9 GPa | |||||||||||||||
| Tlak par | ||||||||||||||||
| – Teplota (K) | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2200 | 2400 | |||||
| – Tlak (Pa) | 1.03X 10-9 | 3.84X 10-3 | 6.74 | – | – | – | – | – | – | – | – | |||||
Chemické vlastnosti |
||||||||||||||||
| Oxidační stavy | 3, 2 | |||||||||||||||
| Izotopy | Izotop | Hmotnost | Poloviční životnost | Způsob rozpadu | ||||||||||||
| 168Yb | 167.934 | 0,12 | – | – | ||||||||||||
| 170Yb | 169.935 | 2,98 | – | – | ||||||||||||
| 171Yb | 170.936 | 14.09 | – | – | ||||||||||||
| 172Yb | 171.936 | 21,68 | – | – | ||||||||||||
| 173Yb | 172.938 | 16.10 | – | – | ||||||||||||
| 174Yb | 173.939 | 32,03 | – | – | ||||||||||||
| 176Yb | 175,943 | 13.00 | 1026 y | β-β- | ||||||||||||
Atomické údaje ytterbia (prvek 70)
| Valenční elektrony | 2 | |||||||
| Kvantová čísla | ||||||||
| – n | 4 | |||||||
| – ℓ | 3 | |||||||
| – mℓ | 3 | |||||||
| – ms | -1/2 | |||||||
| Elektronová konfigurace (konfigurace vzácného plynu) | 4f146s2 | |||||||
| Atomová struktura | ||||||||
| – Počet elektronů | 70 | |||||||
| – Počet neutronů | 104 | |||||||
| – Počet protonů | 70 | |||||||
| Poloměr atomu | ||||||||
| – Atomový poloměr | 2.26 Å | |||||||
| – Kovalentní poloměr | 1.78 Å | |||||||
| Elektronegativita (Paulingova stupnice) | Neznámá | |||||||
| Elektronová afinita | -1.93 kJ mol-1 | |||||||
| Ionizační energie (kJ mol-)1) | 1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | 7. | 8. |
| 603.435 | 1174.805 | 2416.96 | 4202.9 | – | – | – | – | |
Konfigurace elektronů ytterbia (Bohr. Model)
Použití ytterbia
- Může se přidávat do slitin, jako je nerezová ocel, pro zvýšení její pevnosti, zjemnění zrn a dalších mechanických vlastností .
- Jeho radioaktivní izotop 160Yb se používá jako zdroj záření v přenosných rentgenových zobrazovacích zařízeních .
- Vláknové zesilovače dopované ytterbiem v laditelných laserech se používají pro značení a gravírování .
- Sloučeniny ytterbia se nyní stále více používají jako průmyslové katalyzátory namísto jiných katalyzátorů, které jsou považovány za nebezpečné a znečišťující .
- Protože se elektrický odpor ytterbia zvyšuje s nárůstem fyzikálního namáhání, používá se v tenzometrech pro monitorování seismického namáhání .
Laserový systém s vlákny dopovanými ytterbiem
Možné účinky na zdraví
Ytterbium je považováno za mírně toxické , a jeho sloučeniny mohou způsobit podráždění kůže a očí. Kovový prach ytterbia se samovolně vznítí a výpary jsou škodlivé pro lidské zdraví .
Zajímavá fakta
- Prvek 70 je někdy znázorňován obrázkem podle starého skalního umění nalezeného ve Švédsku , protože prvek byl nalezen ve stejné zemi.
- Dvoje atomové hodiny založené na ytterbiu spojili vědci z NIST (National Institute of Standards and Technology) v roce 2016 a vytvořili tak nejstabilnější hodiny na světě .
Cena ytterbia
Zatímco 100 gramů čistého ytterbia stojí přibližně 1 400 dolarů, stejné množství prvku ve velkém stojí přibližně 550 dolarů .
- http://www.rsc.org/periodic-table/element/70/ytterbium
- https://education.jlab.org/itselemental/ele070.html
- https://www.livescience.com/38423-ytterbium.html
- https://www.webelements.com/ytterbium/isotopes.html
- https://www.chemicool.com/elements/ytterbium.html
- https://www.webelements.com/ytterbium/physics.html
- https://chemglobe.org/ptoe/_/70.php
- http://chemistry-reference.com/q_elements.asp?Symbol=Yb&language=en
- http://www.elementsdatabase.com/Ytterbium-Yb-70-element/
- https://www.nist.gov/news-events/news/2016/11/nist-debuts-dual-atomic-clock-and-new-stability-record
- https://hobart.k12.in.us/ksms/PeriodicTable/ytterbium.htm