Was ist Ytterbium
Ytterbium (Aussprache: i-TUR-bee-em) ist ein formbares, dehnbares, helles, silbriges Metall, das zur Gruppe der Lanthaniden gehört und durch das chemische Symbol Yb dargestellt wird. Es hat sieben stabile, natürlich vorkommende Isotope, von denen 174Yb die größte natürliche Häufigkeit (32,03 %) hat, während 176Yb das langlebigste mit einer Halbwertszeit von 1026 Jahren ist.
Ytterbium Symbol
Wo wird es gefunden
Ytterbium wird wie andere Lanthanoide üblicherweise aus dem Mineral Monazit gewonnen und durch Lösungsmittelextraktion und Ionenaustauschverfahren getrennt. Die Top 3 Ytterbium produzierenden Länder der Welt sind China, Russland und Malaysia, während die Top 3 Länder mit den größten Ytterbiumreserven China, die GUS-Länder und die USA sind.
Ytterbium
Geschichte
Herkunft des Namens: Es ist nach Ytterby benannt, einer Stadt in Schweden, in der das Element erstmals gefunden wurde.
Wer entdeckte es: Jean Charles Galissard de Marignac, ein Schweizer Chemiker, ist für seine Entdeckung bekannt.
Wann und wie wurde es entdeckt
Im Jahr 1794 entdeckte der finnische Chemiker Johan Gadolin Yttrium, ein metallisches chemisches Element, von dem die Wissenschaftler glaubten, dass es eine Quelle für andere Lanthanoide (Seltene Erden) sei. Im Jahr 1843 trennte der schwedische Chemiker Carl Gustaf Mosander Yttrium in Terbium und Erbium. Bei Experimenten mit Erbium an der Universität Genf gelang es Charles Marignac 1878, Ytterbium durch Erhitzen von Erbiumnitrat zu isolieren, wobei er rotes Erbiumoxid und ein weißliches Element erhielt, das er Ytterbium nannte.
Im Jahr 1937 erhitzten Klemm und Bonner Ytterbiumchlorid zusammen mit Kalium, um eine kleine Menge unreines Ytterbiummetall zu erhalten. Eine reinere Form von Ytterbiummetall wurde 1953 von David Dennison, A. Daane und Frank Spedding im Ames Laboratory in Iowa hergestellt.
Ytterbium Identifikation |
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| Atomzahl | 70 | ||
| CAS-Nummer | 7440-64-4 | ||
| Position im Periodensystem | Gruppe | Periode | Block |
| Lanthanide | 6 | f | |
Lage von Ytterbium im Periodensystem
Eigenschaften und Merkmale von Ytterbium
Allgemeine Eigenschaften |
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| Atomische Masse | 173.045 amu | |||||||||||||||
| Relative Atommasse | 173.045 | |||||||||||||||
Physikalische Eigenschaften |
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| Farbe | Silbrig-weiß | |||||||||||||||
| Schmelzpunkt/Gefrierpunkt | 824 °C, 1515 °F | |||||||||||||||
| Siedepunkt | 1196 °C, 2185 °F | |||||||||||||||
| Dichte | 6.90 g cm-3 | |||||||||||||||
| Zustand der Materie bei Raumtemperatur (fest/flüssig/gasförmig) | fest | |||||||||||||||
| Härte | ||||||||||||||||
| – Brinell | 343 MPa | |||||||||||||||
| – Mohs | Unbekannt | |||||||||||||||
| – Vickers | 206 MPa | |||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 0.0351X106 S/m | |||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 34,9 W/(m K) | |||||||||||||||
| Spezifische Wärme | 155 J kg-1 K-1 | |||||||||||||||
| Blockmodul | 30.5 GPa | |||||||||||||||
| Schermodul | 9,9 GPa | |||||||||||||||
| Jungscher Modul | 23.9 GPa | |||||||||||||||
| Dampfdruck | ||||||||||||||||
| – Temperatur (K) | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2200 | 2400 | |||||
| – Druck (Pa) | 1.03X 10-9 | 3.84X 10-3 | 6.74 | – | – | – | – | – | – | – | ||||||
Chemische Eigenschaften |
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| Oxidationsstufen | 3, 2 | |||||||||||||||
| Isotope | Isotop | Masse | Häufigkeit | Halbwertszeit | Zerfallsart | |||||||||||
| 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- | ||||||||||||
Atomische Daten von Ytterbium (Element 70)
| Valenz-Elektronen | 2 | |||||||
| Quantenzahlen | ||||||||
| – n | 4 | |||||||
| – ℓ | 3 | |||||||
| – mℓ | 3 | |||||||
| – ms | -1/2 | |||||||
| Elektronenkonfiguration (Edelgaskonfiguration) | 4f146s2 | |||||||
| Atomstruktur | ||||||||
| – Anzahl der Elektronen | 70 | |||||||
| – Anzahl der Neutronen | 104 | |||||||
| – Anzahl der Protonen | 70 | |||||||
| Radius des Atoms | ||||||||
| – Atomradius | 2.26 Å | |||||||
| – Kovalenter Radius | 1.78 Å | |||||||
| Elektronegativität (Pauling-Skala) | Unbekannt | |||||||
| Elektronenaffinität | -1.93 kJ mol-1 | |||||||
| Ionisierungsenergie (kJ mol-1) | erstes | zweites | drittes | viertes | fünftes | sechstes | siebtes | achtes |
| 603.435 | 1174.805 | 2416.96 | 4202.9 | – | – | – | – | |
Ytterbium Elektronenkonfiguration (Bohr Modell)
Verwendungen von Ytterbium
- Es kann Legierungen wie rostfreiem Stahl zugesetzt werden, um dessen Festigkeit zu verbessern, Kornfeinung und andere mechanische Eigenschaften zu verbessern.
- Sein radioaktives Isotop 160Yb wird als Strahlungsquelle in tragbaren Röntgenbildgebungsgeräten verwendet.
- Ytterbium-dotierte Faserverstärker in abstimmbaren Lasern werden zum Markieren und Gravieren verwendet.
- Ytterbiumverbindungen werden jetzt zunehmend als industrielle Katalysatoren anstelle anderer Katalysatoren verwendet, die als gefährlich und umweltschädlich gelten.
- Da der elektrische Widerstand von Ytterbium mit zunehmender physikalischer Belastung ansteigt, wird es in Dehnungsmessern zur Überwachung seismischer Belastungen verwendet.
Ytterbium-dotiertes Faserlasersystem
Mögliche gesundheitliche Auswirkungen
Ytterbium gilt als leicht giftig, und seine Verbindungen können Haut- und Augenreizungen verursachen. Metallischer Ytterbiumstaub entzündet sich spontan, und die Dämpfe sind gesundheitsschädlich.
Interessante Fakten
- Das Element 70 wird manchmal durch ein Bild dargestellt, das auf alten Felszeichnungen in Schweden basiert, weil das Element in diesem Land gefunden wurde.
- Zwei Atomuhren, die auf Ytterbium basieren, wurden von Wissenschaftlern des NIST (National Institute of Standards and Technology) im Jahr 2016 kombiniert, um die stabilste Uhr der Welt zu schaffen.
Kosten von Ytterbium
Während 100 Gramm reines Ytterbium rund 1.400 US-Dollar kosten, kostet die gleiche Menge des Elements in loser Form rund 550 US-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