Hvad er Ytterbium
Ytterbium (udtale: i-TUR-bee-em) er et formbart, duktilt, lyst sølvfarvet metal, der hører til gruppen af lanthanider og er repræsenteret ved det kemiske symbol Yb . Det har syv stabile naturligt forekommende isotoper, hvoraf 174Yb har den største naturlige hyppighed (32,03 %), mens 176Yb er den mest langlivede med en halveringstid på 1026 år .
Ytterbium Symbol
Hvor findes det
Ytterbium, ligesom andre lanthanider, udvindes almindeligvis fra mineralet monazit og adskilles gennem opløsningsmiddelekstraktion og ionbytningsprocedurer . De 3 største ytterbiumproducerende nationer i verden er Kina, Rusland og Malaysia, mens de 3 største lande med de største ytterbiumreserver omfatter Kina, SNG-landene og USA .
Ytterbium
Historie
Origin af navnet: Det er opkaldt efter Ytterby, en by i Sverige, hvor grundstoffet blev fundet første gang.
Hvem opdagede det: Jean Charles Galissard de Marignac, en schweizisk kemiker, er kendt for dets opdagelse .
Hvornår og hvordan blev det opdaget
I 1794 opdagede den finske kemiker Johan Gadolin yttrium, et metallisk kemisk grundstof, som forskerne mente var en kilde til andre lanthanoider (sjældne jordarters grundstoffer) . I 1843 adskilte den svenske kemiker Carl Gustaf Mosander yttrium i terbium og erbium . Under eksperimenter med erbium på universitetet i Genève i 1878 lykkedes det Charles Marignac at isolere ytterbium ved at opvarme erbiumnitrat og opnå rødt erbiumoxid og et hvidligt grundstof, som han navngav ytterbium .
I 1937 opvarmede Klemm og Bonner ytterbiumchlorid sammen med kalium for at fremstille en lille mængde urent ytterbiummetal . En renere form af ytterbiummetal blev fremstillet i 1953 af David Dennison, A. Daane og Frank Spedding på Ames Laboratory i Iowa .
Ytterbium Identifikation |
|||
| Atometrisk nummer | 70 | ||
| CAS-nummer | 7440-64-4 | ||
| Position i det periodiske system | Gruppe | Periode | Blok |
| Lanthanider | 6 | f | |
Ved placering af Ytterbium i det periodiske system
Egenskaber og karakteristika for Ytterbium
Allmene egenskaber |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atommasse | 173.045 amu | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Relativ atommasse | 173.045 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Fysiske egenskaber |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
| Farve | Sølvhvid | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Smeltningspunkt/frysepunkt | 824 °C, 1515 °F | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kogningspunkt | 1196 °C, 2185 °F | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densitet | 6.90 g cm-3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stoftilstand ved stuetemperatur (fast/flydende/gas) | Fest | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hårdhed | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| – Brinell | 343 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| – Mohs | Ukendt | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| – Vickers | 206 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektisk ledningsevne | 0.0351X106 S/m | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Thermisk (varme)ledningsevne | 34,9 W/(m K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Specifik varme | 155 J kg-1 K-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masse-modul | 30.5 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skrængningsmodul | 9,9 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Young’s modul | 23.9 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Damptryk | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| – Temperatur (K) | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2200 | 2400 | ||||||||||||||||||||||
| – Tryk (Pa) | 1.03X 10-9 | 3.84X 10-3 | 6.74 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |||||||||||||||||||||
Kemiske egenskaber |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationstilstande | 3, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotoper | Isotop | Masse | Mængde | Halveringstid | Afbrydningsmetode | ||||||||||||||||||||||||||||
| 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- | |||||||||||||||||||||||||||||
Atomdata for Ytterbium (Grundstof 70)
| Valenceelektroner | 2 | ||||||||
| Kvantumtal | |||||||||
| – n | 4 | ||||||||
| – ℓ | 3 | ||||||||
| – mℓ | 3 | ||||||||
| – ms | -1/2 | ||||||||
| Elektronkonfiguration (ædelgaskonfiguration) | 4f146s2 | ||||||||
| Atomstruktur | |||||||||
| – Antal elektroner | 70 | ||||||||
| – Antal neutroner | 104 | ||||||||
| – Antal protoner | 70 | ||||||||
| – Atomets radius | |||||||||
| – Atomets radius | 2.26 Å | ||||||||
| – Kovalent radius | 1.78 Å | ||||||||
| Elektronegativitet (Pauling-skala) | Ukendt | ||||||||
| Elektronaffinitet | -1.93 kJ mol-1 | ||||||||
| Ioniseringsenergi (kJ mol-1) | 1st | 2nd | 3rd | 4th | 5th | 6th | 7th | 8th | |
| 603.435 | 1174.805 | 2416.96 | 4202.9 | – | – | – | – | – | |
Ytterbium-elektronkonfiguration (Bohr Model)
Anvendelser af Ytterbium
- Det kan tilsættes til legeringer som rustfrit stål for at forbedre dets styrke, kornforfining og andre mekaniske egenskaber .
- Dets radioaktive isotop 160Yb anvendes som strålekilde i bærbart røntgenafbildningsudstyr .
- Ytterbium-dopedede fiberforstærkere i afstemmelige lasere anvendes til mærkning og gravering .
- Ytterbiumforbindelser anvendes nu i stigende grad som industrielle katalysatorer i stedet for andre katalysatorer, der anses for at være farlige og forurenende .
- Da ytterbiums elektriske modstand stiger med øget fysisk belastning, anvendes det i belastningsmålere til overvågning af seismisk belastning .
Ytterbium-doteret fiberlasersystem
Mulige sundhedsmæssige virkninger
Ytterbium anses for at være svagt giftigt , og dets forbindelser kan forårsage hud- og øjenirritationer. Metallisk ytterbiumstøv bryder spontant i brand, og røgen er skadelig for menneskers sundhed.
Interessante fakta
- Elementet 70 er nogle gange repræsenteret af et billede baseret på gammel klippekunst fundet i Sverige , fordi grundstoffet blev fundet i samme land.
- To atomure, baseret på ytterbium, blev kombineret af forskere ved NIST (National Institute of Standards and Technology) i 2016 for at skabe det mest stabile ur i verden .
Kostpris for Ytterbium
Mens 100 gram rent ytterbium koster omkring 1.400 dollar, koster den samme mængde af grundstoffet i løs vægt omkring 550 dollar .
- 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