Ytterbium

24 mei 2021 Chemiepedia

Inhoudsopgave

Wat is Ytterbium?

Ytterbium heeft atoomnummer 70 en symbool Yb. Het is een in de natuur voorkomend chemisch element dat sinds ongeveer 1840 bekend is.

Gegevens

Tabel 1 – gegevens element Ytterbium
Symbool	Yb
Volledige naam	Ytterbium
Atoomnummer	70
Atoommassa (g.mol^-1 )	173,04
Groep	Lanthaniden
Elektronegativiteit (Pauling)	1,1
Dichtheid (g.cm^-3 bij 20 °C)	7
Smeltpunt (°C)	822
Kookpunt (°C)	1196
Vanderwaalstraal (nm)	—
Ionstraal (nm)	—
Isotopen	29, waarvan 22 radioactief
Elektronenconfiguratie	[Xe]4f¹⁴6s²
Eerste ionisatiepotentiaal (kJ.mol^-1 )	602,4
Tweede ionisatiepotentiaal (kJ.mol^-1 )	1172,3
Derde Ionisatiepotentiaal (kJ.mol^-1 )	2472,3
Standaard Potentiaal (V)	-2,27
Ontdekt door	Jean de Marignac in 1878

Bohr-Rutherford diagram

elektronenschilconfiguratie van 70 Ytterbium

CC BY-SA 2.0 uk, Link

Isotopen

Tabel 2 – natuurlijke isotopen en abundanties
Nummer	Naam	Symbool	Atoommassa (u)	Abundantie (%)
70	Ytterbium	¹⁶⁸ Yb	167,933894	0,13
		¹⁷⁰ Yb	169,934759	3,04
		¹⁷¹ Yb	170,936322	14,28
		¹⁷² Yb	171,936378	21,83
		¹⁷³ Yb	172,938207	16,13
		¹⁷⁴ Yb	173,938858	31,83
		¹⁷⁶ Yb	175,942568	12,76

radioisotopen

Tabel 3 – radioisotopen element ytterbium
Nuclide	Isotopische massa (u)	Halfwaardetijd
¹⁴⁸Yb	147,96742	250 ms
¹⁴⁹Yb	148,96404	0,7 s
¹⁵⁰Yb	149,95842	700 ms
¹⁵¹Yb	150,95540	1,6 s
¹⁵²Yb	151,95029	3,04 s
¹⁵³Yb	152,94948	4,2 s
¹⁵⁴Yb	153,94639	0,409 s
¹⁵⁵Yb	154,94578	1,793 s
156Yb	155,94281	26,1 s
¹⁵⁷Yb	156,94262	38,6 s
¹⁵⁸Yb	157,93986	1,49 min
¹⁵⁹Yb	158,94005	1,67 min
¹⁶⁰Yb	159,93755	4,8 min
¹⁶¹Yb	160,93790	4,2 min
¹⁶²Yb	161,93576	18,87 min
¹⁶³Yb	162,93633	11,05 min
¹⁶⁴Yb	163,93448	75,8 min
¹⁶⁵Yb	164,93528	9,9 min
¹⁶⁶Yb	165,93388	56,7 uur
¹⁶⁷Yb	166,93495	17,5 min
¹⁶⁹Yb	168,93519	32,026 dagen
¹⁷⁵Yb	174,94127	4,185 dagen
¹⁷⁷Yb	176,94526	1,911 uur
¹⁷⁸Yb	177,94664	74 min
¹⁷⁹Yb	178,95017	8,0 min
¹⁸⁰Yb	179,95233	2,4 min
¹⁸¹Yb	180,95615	1 min

Eigenschappen

Het element heeft een atoommassa van 173. Ytterbium heeft een smeltpunt van 809 °C en een kookpunt van 1196 °C. Het element heeft een dichtheid van 6,9 gram * cm^-3 . Bij kamertemperatuur is ytterbium een vaste stof.

Ytterbium is een metaal. Het is buigzaam en kneedbaar en zacht element met een zilverachtige kleur. Het oxideert bij blootstelling aan de lucht en het reageert met minerale zuren. Het behoort tot de zeldzame aardmetalen en het is een lanthanide. Verbindingen met ytterbium zijn redelijk zeldzaam en omvatten o.a. haliden en oxides. Het is een relatief stabiel element maar ytterbium wordt wel in afgesloten containers bewaard om blootstelling aan vocht en lucht te voorkomen.

Ontdekking

Het gadoniliet erts dan in de mijnen en steengroeven rond het dorp Ytterby werd gewonnen moest in zijn basiselementen worden gescheiden. In 1843 lukte het de Zweedse chemicus Carl Gustaf Mosander. Hij scheidde het erts in drie basis elementen die hij erbia, terbia en yttria noemde. De namen erbia en terbia lijken op elkaar en dat geldt ook voor hun chemische en fysische eigenschappen. Mosander moest de namen van twee elementen omdraaien omdat de wetenschappelijke gemeenschap nogal verward was door de overeenkomsten. Die omkering vond plaats in 1877. Ongeveer 10 jaar later deed de Zwitserse chemicus Jean de Marignac enkele proeven en hij realiseerde zich dat het element dat Mosander erbia had genoemd bestond uit twee andere elementen. Het lukte hem om de twee te scheiden. Eentje noemde hij ytterbia en het andere hield de naam erbia. Jean de Marignac kreeg ook de officiële erkenning van de ontdekking van ytterbium.

Extractiemethodes en applicaties

Tegenwoordig wordt ytterbium voornamelijk gewonnen uit zeldzame aardmineralen en dan voornamelijk uit monzonietzand. Winning gebeurt voornamelijk met behulp van ionenuitwisseling. Bij de productie wordt kalium gebruikt want dat reageert met ytterbiumtrichloride. Jaarlijks wordt er ongeveer 50 ton ytterbium geproduceerd. Ytterbium wordt voornamelijk gewonnen in Australië, Sri Lanka, India, Brazilië, China en de Verenigde Staten.

Ytterbium wordt slechts voor enkele toepassingen gebruikt. Het verbetert de mechanische eigenschappen van enkele staalsoorten. Ook wordt ytterbium soms als een doping agent gebruikt in glasvezels waar het zorgt voor de versterking van signalen die door die glasvezels gaan. Draagbare röntgenapparaten maken ook gebruik van bepaalde isotopen van ytterbium.

Biologie, gezondheidseffecten en toxiciteit

Ytterbium heeft voor zover bekend geen biologische rol. Ytterbium kan echter wel huid- en oogirritatie veroorzaken. De verbindingen met ytterbium zijn erg giftig en moeten in afgesloten containers worden bewaard. Ytterbiumstof is explosief en kan brand veroorzaken.