Struttura iterbio, proprietà, usi, ottenendo

Lui itterbio È un elemento che appartiene al gruppo di Lantanide, delle terre rare, il cui simbolo chimico è YB. È un metallo bianco argento, duttile e malleabile. Reagisce lentamente con acqua fredda, ma rapidamente con acqua calda che causa idrossido e rilasciando idrogeno.

Si dissolve rapidamente in acidi concentrati e diluiti, rilasciando idrogeno. Ma non è sciolto dall'acido fluorhorhorico, con il quale ha origine uno strato protettivo sulla superficie del metallo. L'iterbio è il lantanide con il minimo punto di ebollizione.

Iterbio Ultrapure e campione metallico. Fonte: immagini ad alta risoluzione di elementi chimici, cc di 3.0, via Wikimedia Commons

L'Iterbio fu scoperto nel 1878 dal chimico svizzero Jean Charles Galissard de Marignac. Galissard riscaldò il nitrato Erbio, ottenendo una polvere bianca sconosciuta che chiamò Iterbia e sospettava che fosse il composto di un nuovo elemento che battezzò come "Iterbio" dal villaggio svedese di Ytterby.

Tra gli anni del 1907 e del 1908, il chimico francese Georges Urbain e il chimico tedesco Carl Auer von Welsbach, trovò indipendentemente, che nell'Itbia di Marignac c'erano due elementi chimici: Iterbio e Luthecio.

L'iterbio è un metallo di poche applicazioni, essendo una di queste come doping in acciaio inossidabile.

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Struttura

L'ITERBIO ha tre forme allotropiche: la fase α, prevalentemente inferiore a 7 ° C e la cui struttura cristallina è compatta esagonale (HCP); la forma β, esistente a temperatura ambiente e con una struttura cubica centrata su facce (FCC); e la fase γ, generata ad alte temperature (795 ºC) e con una struttura cubica centrata nel corpo.

Nella fase β, l'ITERBIO si comporta come un conduttore elettrico metallico, ma la sua resistività e resistenza elettrica aumentano con pressioni molto elevate (16 GPA o 16000 atm).

Configurazione elettronica

Configurazione elettronica ITERBIO

Iterbio ha la seguente configurazione elettronica:

[Xe] 4f¹⁴ 6s²

Come si può vedere, tutti i suoi orbitali 4F sono pieni di elettroni, essendo quasi alla fine della serie Lantanida. Non avere elettroni nei loro orbitali 5D e avere un posto vacante elettronico nei loro atomi, sono probabili che questi siano il motivo per cui le loro proprietà fisiche (densità e punto di fusione) differiscono da quelle dei loro coetanei o degli altri latanidi.

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Proprietà iterbio

99,9% ITERBIO

Aspetto fisico

Metallo bianco brillante con colorante giallo pallido. È morbido, malleabile e duttile. La sua luminosità è lentamente offuscata quando esposta all'aria e all'umidità.

Numero atomico

70

Massa molare

173.045 g/mol

Punto di fusione

824 ºC.

Punto di ebollizione

1196 ºC. Ha il punto di ebollizione più basso tra i lantanidi, quindi è considerato il più "volatile".

Densità

6.90 g/cm³ (Fase α)

6.96 g/cm³ (Fase β)

6.57 g/cm³ (Fase γ)

Calore di fusione

7.66 kJ/mol

Calore di vaporizzazione

129 kJ/mol

Capacità calorica molare

26.74 J/(mol · K)

Stati di ossidazione

L'iTerbio ha i seguenti stati di ossidazione: +1 (YB⁺), +2 (yb²⁺) e +3 (yb³⁺), Quest'ultimo è il più predominante, così come quasi tutti gli altri Lantanides.

Elettronegatività

1.06 sulla scala di Alfred Rochow

Energie di ionizzazione

Primo: 603.4 kj/mol

Secondo: 1174.8 kj/mol

Terzo: 2417 kJ/mol

Ordine magnetico

Iterbio è paramagnetico sopra 1 K. Ha la più bassa suscettibilità magnetica tra i metalli delle terre rare.

Composti e reattività

Nella maggior parte dei suoi composti l'Iterbio usa il suo stato di ossidazione +3, sebbene in alcuni casi usi lo stato di ossidazione +2. L'iterbio è un elemento reattivo che reagisce lentamente con acqua fredda, ma lo fa rapidamente con acqua calda, causando idrossido e idrogeno:

2 yb (s) + 6 h₂O (l) → 2 yb (OH)₃ (aq) + 3 h₂ (G)

L'iterbio è facilmente sciolto dagli acidi con rilascio di idrogeno. Reagisce anche con l'idrogeno per formare diversi idrori (YBH_X). L'iterbio è combinato con alogeni per la formazione di Haluros, usando il suo stato di ossidazione 3+ (YBF₃, Ybcl₃, eccetera.).

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Lo ione iterbio yb³⁺ È incolore come l'ITerbia (yb₂O₃) e i sali che si formano. Tuttavia, lo ione YB²⁺ È giallo verdastro ed è un agente molto reattivo che forma sali verde pallido con solfato, bromuro e carbonato.

L'iterbio in polvere può bruciare a una temperatura di 400 ºC, emettendo un fumo tossico.

Applicazioni

Azione Dopante

L'iterbio viene utilizzato come agente doping di acciaio inossidabile per migliorare la sua resistenza, il perfezionamento del grano e le proprietà meccaniche.

In laser a doppio rivestimento in fibra, YBS vengono utilizzati³⁺ come fibre ottiche doping, come in cristalli e ceramiche.

Dentale

L'iterbio fa parte di Retroplast, una resina composta che aderisce alla dentina. Retroplast è una miscela di due componenti A e B, essendo la parte di Iterbio Trifluoro del componente B.

Rilevamento del terreno

L'Iterbio ha la proprietà di aumentare la sua resistenza elettrica aumentando la pressione che sperimenta a valori molto alti, come ciò che accade nei terremoti e nelle esplosioni sotterranee. Pertanto, i circuiti elettrici che includono Iterbio possono essere utilizzati per rilevare i frullati terrestri.

Sorgente raggi X

L'isotopo Iterbio ⁶⁹YB è usato come fonte di radiazioni gamma, che ha proprietà simili ai raggi x, per quanto riguarda la sua potenza di penetrazione. Per questo motivo, Iterbio Isotope-69 viene utilizzato come fonte portatile a raggi X nei luoghi privi di elettricità, utilizzabile in piccoli oggetti.

Celle solari

L'ITTERBIO ha una banda di assorbimento nell'area a infrarossi dello spettro elettromagnetico, quindi viene utilizzato nelle celle solari per convertire le radiazioni a infrarossi in elettricità.

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Ottenimento

L'iterbio è presente in minerali monacita, euxenite e xenotimali, presentando un'abbondanza stimata nella corteccia della Terra a 3 ppm. Il primo passo è lo schiacciamento del minerale, di solito monacite, quindi lisciviato gli elementi delle terre rare con acido solforico e altri acidi.

La soluzione neutralizzata viene contattata con una resina di scambio, unendosi agli elementi della terra rara interagendo con gruppi chimici presenti nella resina. Quindi, l'iterbio in resina viene separato utilizzando una sostanza complessa specifica.

Un altro metodo per ottenere l'iterbio è quello di ridurre con un amalgama di sodio-mercurio. Quindi, questa amalgama viene trattata con acido cloridrico, estraendo il metallo con ossalato e diventando il suo ossido riscaldando.

Infine, l'ITTERBIO metallico è ottenuto dal suo ossido che esegue la sua riduzione riscaldando in presenza di zirconio, alluminio o altri elementi, per purificarsi finalmente mediante sublimazione.

Isotopi

L'Iterbio ha un totale di 34 isotopi: 7 stabili e 27 radioattivi. Il gruppo di isotopo stabile è costituito da ¹⁶⁸ Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴Yb, e ¹⁷⁶Yb, di cui quello che è nella massima proporzione è l'isotopo ¹⁷⁴YB, con abbondanza del 31,896 %.

L'isotopo radioattivo ¹⁶⁹YB ha la vita media di più lunga (32.026 giorni), mentre il resto degli isotopi radioattivi ha una mezza vita breve o molto breve.

Riferimenti

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