Qu’est-ce que l’ytterbium
L’ytterbium (prononciation : i-TUR-bee-em) est un métal argenté brillant, malléable et ductile qui appartient au groupe des lanthanides et est représenté par le symbole chimique Yb . Il possède sept isotopes naturels stables, parmi lesquels 174Yb a la plus grande abondance naturelle (32,03%), tandis que 176Yb est le plus longévif avec une période de demi-vie de 1026 ans .
Ytterbium Symbole
Où se trouve-t-il
L’ytterbium, comme les autres lanthanides, est couramment obtenu à partir du minéral monazite et est séparé par des procédures d’extraction par solvant et d’échange d’ions . Les 3 premières nations productrices d’ytterbium dans le monde sont la Chine, la Russie et la Malaisie tandis que les 3 premiers pays ayant les plus grandes réserves d’ytterbium sont la Chine, les pays de la CEI et les États-Unis .
Ytterbium
Histoire
Origine de son nom : Il doit son nom à Ytterby, une ville de Suède où l’élément a été découvert pour la première fois .
Qui l’a découvert : Jean Charles Galissard de Marignac, un chimiste suisse, est connu pour sa découverte .
Quand et comment a-t-il été découvert
En 1794, le chimiste finlandais Johan Gadolin découvre l’yttrium, un élément chimique métallique qui, selon les scientifiques, serait une source d’autres lanthanoïdes (éléments de terres rares) . En 1843, le chimiste suédois Carl Gustaf Mosander a séparé l’yttrium en terbium et en erbium. Alors qu’il expérimentait l’erbium à l’Université de Genève en 1878, Charles Marignac a pu isoler l’ytterbium en chauffant du nitrate d’erbium, obtenant de l’oxyde d’erbium rouge et un élément blanchâtre qu’il a nommé ytterbium .
En 1937, Klemm et Bonner ont chauffé du chlorure d’ytterbium avec du potassium pour produire une petite quantité d’ytterbium métal impur . Une forme plus pure d’ytterbium métal a été fabriquée en 1953 par David Dennison, A. Daane et Frank Spedding au laboratoire d’Ames dans l’Iowa .
Identification de l’ytterbium |
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| Numéro atomique | 70 | ||
| Numéro CAS | 7440-64-.4 | ||
| Position dans le tableau périodique | Groupe | Période | Bloc |
| Lanthanides | 6 | f | |
Localisation de l’Ytterbium dans le tableau périodique
Propriétés et caractéristiques de l’Ytterbium
Propriétés générales |
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| Masse atomique | 173.045 amu | |||||||||||||||
| Masse atomique relative | 173.045 | |||||||||||||||
Propriétés physiques |
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| Couleur | Blanc argenté | |||||||||||||||
| Point de fusion/point de congélation | 824 °C, 1515 °F | |||||||||||||||
| Point d’ébullition | 1196 °C, 2185 °F | |||||||||||||||
| Densité | 6.90 g cm-3 | |||||||||||||||
| État de la matière à température ambiante (solide/liquide/gaz) | Solide | |||||||||||||||
| Dureté | ||||||||||||||||
| – Brinell | 343 MPa | |||||||||||||||
| – Mohs | Inconnue | |||||||||||||||
| – Vickers | 206 MPa | |||||||||||||||
| Conductivité électrique | 0.0351X106 S/m | |||||||||||||||
| Conductivité thermique (chaleur) | 34,9 W/(m K) | |||||||||||||||
| Chaleur spécifique | 155 J kg-1 K-1 | |||||||||||||||
| Module à l’état solide | 30.5 GPa | |||||||||||||||
| Module de cisaillement | 9,9 GPa | |||||||||||||||
| Module de Young | 23.9 GPa | |||||||||||||||
| Pression de vapeur | ||||||||||||||||
| – Température (K) | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2200 | 2400 | |||||
| – Pression (Pa) | 1.03X 10-9 | 3.84X 10-3 | 6.74 | – | – | – | – | – | – | – | ||||||
Propriétés chimiques |
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| Etats d’oxydation | 3, 2 | |||||||||||||||
| Isotopes | Isotope | Masse | Abondance | Demi-vie | Mode de désintégration | |||||||||||
| 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- | ||||||||||||
Données atomiques de l’ytterbium (élément 70)
| Électrons de valence | 2 | |||||||
| Nombres quantiques | ||||||||
| – n | 4 | |||||||
| – ℓ | 3 | |||||||
| – mℓ | 3 | |||||||
| – ms | -1/2 | |||||||
| Configuration des électrons (configuration des gaz rares) | 4f146s2 | |||||||
| Structure atomique | ||||||||
| – Nombre d’électrons | 70 | |||||||
| – Nombre de neutrons | 104 | |||||||
| – Nombre de protons | 70 | |||||||
| Radius de l’atome | ||||||||
| – Rayon atomique | 2.26 Å | |||||||
| – Rayon covalent | 1.78 Å | |||||||
| Electronégativité (échelle de Pauling) | Inconnu | |||||||
| Affinité électronique | -1.93 kJ mol-1 | |||||||
| Énergie d’ionisation (kJ mol-.1) | 1e | 2e | 3e | 4e | 5e | 6e | 7e | 8e |
| 603.435 | 1174.805 | 2416.96 | 4202.9 | – | – | – | – | |
Configuration des électrons de l’ytterbium (modèle de Bohr. Modèle)
Utilisations de l’Ytterbium
- Il peut être ajouté à des alliages comme l’acier inoxydable pour améliorer sa résistance, le raffinement du grain, et d’autres propriétés mécaniques .
- Son isotope radioactif 160Yb est utilisé comme source de rayonnement dans les équipements portables d’imagerie à rayons X .
- Les amplificateurs à fibre dopée au ytterbium dans les lasers accordables sont utilisés pour le marquage et la gravure .
- Les composés de ytterbium sont maintenant de plus en plus utilisés comme catalyseurs industriels à la place d’autres catalyseurs considérés comme dangereux et polluants .
- Puisque la résistance électrique de l’ytterbium augmente avec l’augmentation de la contrainte physique, il est utilisé dans les jauges de contrainte pour la surveillance des contraintes sismiques .
Système laser à fibre dopée à l’ytterbium
Effets possibles sur la santé
L’ytterbium est considéré comme légèrement toxique , et ses composés peuvent provoquer des irritations de la peau et des yeux. La poussière d’ytterbium métallique s’enflamme spontanément, et les fumées sont nocives pour la santé humaine .
Faits intéressants
- L’élément 70 est parfois représenté par une image basée sur l’art rupestre ancien trouvé en Suède , car l’élément a été trouvé dans le même pays.
- Deux horloges atomiques, basées sur l’ytterbium, ont été combinées par des scientifiques du NIST (National Institute of Standards and Technology) en 2016 pour créer l’horloge la plus stable au monde .
Coût de l’ytterbium
Alors que 100 grammes d’ytterbium pur coûtent environ 1 400 $, la même quantité de l’élément en vrac coûte environ 550 $ .
- 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