Apprentissage de la chimie

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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

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

Masse atomique 173.045 amu
Masse atomique relative 173.045

Propriétés physiques

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

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 $ .

  1. http://www.rsc.org/periodic-table/element/70/ytterbium
  2. https://education.jlab.org/itselemental/ele070.html
  3. https://www.livescience.com/38423-ytterbium.html
  4. https://www.webelements.com/ytterbium/isotopes.html
  5. https://www.chemicool.com/elements/ytterbium.html
  6. https://www.webelements.com/ytterbium/physics.html
  7. https://chemglobe.org/ptoe/_/70.php
  8. http://chemistry-reference.com/q_elements.asp?Symbol=Yb&language=en
  9. http://www.elementsdatabase.com/Ytterbium-Yb-70-element/
  10. https://www.nist.gov/news-events/news/2016/11/nist-debuts-dual-atomic-clock-and-new-stability-record
  11. https://hobart.k12.in.us/ksms/PeriodicTable/ytterbium.htm

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