Iterbio struktur, egenskaper, användningar, erhållning

han ytterbium Det är ett element som tillhör gruppen av lantanider, av de sällsynta jordarna, vars kemiska symbol är YB. Det är en silver, duktil och formbar vit metall. Det reagerar långsamt med kallt vatten, men snabbt med varmt vatten som orsakar hydroxid och frisläppande väte.

Det löses snabbt i koncentrerade och utspädda syror och frigör väte. Men det upplöses inte av fluorhorhorinsyra, med vilken det härstammar ett skyddande skikt på metallytan. Iterbio är lantaniden med den minsta kokpunkten.

Iterbio ultrapure och metalliskt prov. Källa: Hi-reser Bilder av kemiska element, CC av 3.0, via Wikimedia Commons

Iterbio upptäcktes 1878 av den schweiziska kemisten Jean Charles Galissard de Marignac. Galissard värmde erbio -nitrat och fick ett okänt vitt pulver som han kallade Iterbia och misstänkte att det var föreningen av ett nytt element som han döpt som 'iterbio' av den svenska byn Ytterby.

Mellan åren 1907 och 1908 hittade den franska kemisten Georges Urbain och den tyska kemisten Carl Auer von Welsbach självständigt, att i Marignacs Iterbia fanns två kemiska element: Iterbio och Luthecio.

Iterbio är en metall av få applikationer, som är en av dem som doping av rostfritt stål.

[TOC]

Strukturera

Iterbio har tre allotropiska former: a -fasen, främst under 7 ° C och vars kristallina struktur är kompakt hexagonal (HCP); p -formen, existerande vid rumstemperatur och med en kubisk struktur centrerad på ansikten (FCC); och y -fasen, genererad vid höga temperaturer (795 ºC) och med en kubisk struktur centrerad i kroppen.

I p -fasen uppför sig iterbio som en metallisk elektrisk ledare, men dess resistivitet och elektriska motstånd ökar under mycket höga tryck (16 GPA eller 16000 atm).

Elektronisk konfiguration

Iterbio elektronisk konfiguration

Iterbio har följande elektroniska konfiguration:

[Xe] 4f¹⁴ 6s²

Som man kan se är alla dess 4F -orbitaler fulla av elektroner, nästan i slutet av Lantanida -serien. Att inte ha elektroner i sina 5D -orbitaler, och att ha någon elektronisk vakans i sina atomer, är de troligt att det är orsaken till att deras fysiska egenskaper (densitet och smältpunkt) skiljer sig från deras kamrater eller de andra lantaniderna.

Kan tjäna dig: Minsta formel: Hur man får minsta formel, exempel och övningar

Iterbio egenskaper

99,9% iterbio

Fysiskt utseende

Ljus vit metall med blekgult färgämne. Det är mjukt, formbart och duktil. Hans ljusstyrka är långsamt plågad när den utsätts för luften och fukten.

Atomnummer

70

Molmassa

173.045 g/mol

Smältpunkt

824 ºC.

Kokpunkt

1196 ºC. Den har den lägsta kokpunkten bland lantanider, så det anses vara den mest "flyktiga".

Densitet

6.90 g/cm³ (Fas a)

6.96 g/cm³ (Fas ß)

6.57 g/cm³ (Fas γ)

Fusionsvärme

7.66 kJ/mol

Förångningsvärme

129 kJ/mol

Molorisk kapacitet

26.74 J/(mol · k)

Oxidationstillstånd

Iterbio har följande oxidationstillstånd: +1 (YB⁺), +2 (YB²⁺) och +3 (YB³⁺), Den senare är den mest dominerande, liksom nästan alla andra lantanider.

Elektronnegativitet

1.06 på Alfred Rochow Scale

Joniseringsenergier

Första: 603.4 kJ/mol

Andra: 1174.8 kJ/mol

Tredje: 2417 kJ/mol

Magnetisk ordning

Iterbio är paramagnetisk över 1 k. Den har den lägsta magnetiska känsligheten bland sällsynta jordartsmetaller.

Föreningar och reaktivitet

I de flesta av dess föreningar använder iterbio sitt oxidationstillstånd +3, även om den i vissa fall använder oxidationstillståndet +2. Iterbio är ett reaktivt element som reagerar långsamt med kallt vatten, men gör det snabbt med varmt vatten, vilket orsakar hydroxid och väte:

2 yb (s) + 6 h₂Eller L) → 2 YB (OH)₃ (aq) + 3 h₂ (g)

Iterbio upplöses lätt av syror med väteutsläpp. Det reagerar också med väte för att bilda flera hydrorer (YBH_x). Iterbio kombineras med halogener för halurosbildning, med hjälp av dess oxidationstillstånd 3+ (YBF₃, Ybcl₃, etc.).

Kan tjäna dig: enantiomerer

Iterbio yb jon³⁺ Det är färglöst som iterbia (yb₂ANTINGEN₃) och salterna som bildas. Emellertid jon yb²⁺ Det är grönt gult och är ett mycket reaktivt medel som bildar ljusgröna salter med sulfat, bromid och karbonat.

Den pulveriserade iterbio kan brinna vid en temperatur av 400 ºC och avge en giftig rök.

Ansökningar

Dopantåtgärd

Iterbio används som ett dopingmedel för rostfritt stål för att förbättra dess motstånd, kornförfining och mekaniska egenskaper.

I disk och dubbelbeläggande fiberlasrar används YBS³⁺ Som dopande optiska fibrer, som i kristaller och keramik.

Dental

Iterbio är en del av retroplast, ett sammansatt harts som fäster vid dentin. Retroplast är en blandning av två komponenter A och B, som är iterbio trifluoruro del av komponent B.

Upptäckt av landskakning

Iterbio har egenskapen att öka sitt elektriska motstånd genom att öka det tryck som den upplever till mycket höga värden, till exempel vad som händer i jordbävningar och underjordiska explosioner. Därför kan elektriska kretsar som inkluderar iterbio användas för att upptäcka markskakningar.

X -ray källa

Iterbio -isotopen ⁶⁹YB används som en källa till gammastrålning, som har egenskaper som liknar X -rams, med avseende på dess penetrationskraft. Av denna anledning används Iterbio Isotope-69 som en bärbar källa för röntgen på de platser som saknar elektricitet, användbar i små föremål.

Solceller

Itterbio har ett absorptionsband i det infraröda området i det elektromagnetiska spektrumet, så det används i solceller för att omvandla infraröd strålning till elektricitet.

Det kan tjäna dig: Benzimidazol (C7H6N2): Historia, struktur, fördelar, nackdelar

Erhållande

Iterbio är närvarande i monacita-, euxenit- och xenotimala mineraler, vilket presenterar ett uppskattat överflöd i jordbarken 3 ppm. Det första steget är krossningen av mineralet, vanligtvis monacit, och lakar sedan elementen av sällsynta jordar med svavelsyra och andra syror.

Den neutraliserade lösningen kontaktas med ett utbytesharts och förenar det elementen på den sällsynta jorden genom att interagera med kemiska grupper som finns i hartset. Sedan separeras hartset iterbio med hjälp av ett specifikt komplex substans.

En annan metod för att få iterbio är att göra en minskning med ett amalgam av natrium-Mercurio. Sedan behandlas detta amalgam med saltsyra, extraherar metallen med oxalat och blir dess oxid genom uppvärmning.

Slutligen erhålls den metalliska itterbio från dess oxid som utför sin reduktion genom uppvärmning i närvaro av zirkonium, aluminium eller andra element, för att äntligen rena sig genom sublimering.

Isotoper

Iterbio har totalt 34 isotoper: 7 stabila och 27 radioaktiviteter. Den stabila isotopgruppen består av ¹⁶⁸ Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴YB och ¹⁷⁶Yb, av vilken den som är i den största andelen är isotopen ¹⁷⁴YB, med 31 896 % överflöd.

Den radioaktiva isotopen ¹⁶⁹YB har den genomsnittliga livslängden längre (32.026 dagar), medan resten av radioaktiva isotoper har en kort eller mycket kort halveringstid.

Referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (fjärde upplagan). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Ytterbium. Hämtad från: i.Wikipedia.org
3. Redaktörerna för Enyclopaedia Britannica. (2020). Ytterbium. Återhämtat sig från: Britannica.com
4. Jefferson Lab Resource. (2020). Elementet Ytterbium. Återhämtat sig från: utbildning.Jlab.org
5. Doktor. Doug Stewart. (2020). Ytterbiumelement fakta. Återhämtat sig från: Chemicool.com
6. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (27 augusti 2020). Ytterbium fakta - YB -element. Återhämtat sig från: tankco.com
7. Lentech B.V. (2020). Ytterbium. Återhämtat sig från: Lentech.com
8. Levande vetenskapspersonal. (31 juli 2013). Fakta om ytterbium. Återhämtat sig från: Livescience.com