Struktura iterbio, właściwości, użycia, uzyskiwanie

On iterb Jest to element, który należy do grupy Lantanides, rzadkich ziem, których symbolem chemicznym jest YB. Jest to srebrny, plastyczny i plastyczny biały metal. Reaguje powoli z zimną wodą, ale szybko z gorącą wodą powodującą wodorotlenek i uwalniając wodór.

Rozpuszcza się szybko w stężonych i rozcieńczonych kwasach, uwalniając wodór. Ale nie jest rozpuszczone przez kwas fluorhorowy, z którym powstaje warstwa ochronna na powierzchni metalowej. Iterbio to Lantanid z najmniejszą temperaturą wrzenia.

ITerbio UltraPure and Metallic Próbka. Źródło: obrazy Hi-Resa elementów chemicznych, CC przez 3.0, Via Wikimedia Commons

Iterbio został odkryty w 1878 roku przez szwajcarskiego chemika Jeana Charlesa Galissarda de Marignac. Galissard ogrzał azotan Erbio, uzyskując nieznany biały proszek, który nazwał iterbia i podejrzewał, że był to związek nowego elementu, który ochrzcił jako „iterbio” przez szwedzką wioskę Ytterby.

W latach 1907–1908 francuski chemik Georges Urbain i niemiecki chemik Carl Auer von Welsbach, znaleziony niezależnie, że w iterbii Marignac istniały dwa elementy chemiczne: iterbio i luthio.

Iterbio jest metalem kilku zastosowań, który jest jednym z nich jako domieszkowaniem stali nierdzewnej.

[TOC]

Struktura

Iterbio ma trzy formy alotropowe: fazę α, głównie poniżej 7ºC i której strukturą krystaliczną jest zwartą sześciokątną (HCP); postać β, istniejąca w temperaturze pokojowej i ze strukturą sześcienną skoncentrowaną na twarzach (FCC); oraz faza γ, generowana w wysokich temperaturach (795 ° C) i ze strukturą sześcienną wyśrodkowaną w ciele.

W fazie β iterbio zachowuje się jak metalowy przewodnik elektryczny, ale jego rezystywność i oporność elektryczna rosną przy bardzo wysokim ciśnieniu (16 GPa lub 16000 atm).

Elektroniczna Konfiguracja

Konfiguracja elektroniczna iterbio

Iterbio ma następującą konfigurację elektroniczną:

[Xe] 4f¹⁴ 6s²

Jak widać, wszystkie jego orbitale 4F są pełne elektronów, które są prawie na końcu serii Lantanida. Brak elektronów na swoich orbitalach 5D i mając wszelkie wakat elektronicznych w swoich atomach, są prawdopodobne, że są to powód, dla którego ich właściwości fizyczne (gęstość i temperatura topnienia) różnią się od właściwości rówieśników lub innych Lantanidów.

Może ci służyć: minimalna formuła: jak uzyskać minimalną formułę, przykłady i ćwiczenia

Właściwości iterbio

99,9% iterbio

Wygląd fizyczny

Jasny biały metal z jasnożółtym barwnikiem. Jest miękki, plastyczny i ciągliwy. Jego jasność jest powoli zniszczona po wystawieniu na powietrze i wilgoci.

Liczba atomowa

70

Masa cząsteczkowa

173.045 g/mol

Temperatura topnienia

824 ° C.

Punkt wrzenia

1196 ° C. Ma najniższą temperaturę wrzenia wśród Lantanids, więc jest uważany za najbardziej „niestabilny”.

Gęstość

6.90 g/cm³ (Faza α)

6.96 g/cm³ (Faza β)

6.57 g/cm³ (Faza γ)

Fusion Heat

7.66 kJ/mol

Ciepło parowe

129 kJ/mol

Pojemność kaloryczna trzonowa

26.74 J/(mol · k)

Stany utleniania

Iterbio ma następujące stany utleniania: +1 (YB⁺), +2 (YB²⁺) i +3 (YB³⁺), Ten ostatni jest najbardziej dominujący, a także prawie wszystkie inne Lantanides.

Elektronialiczność

1.06 na skali Alfreda Rochow

Energie jonizacyjne

Po pierwsze: 603.4 kJ/mol

Po drugie: 1174.8 kJ/mol

Po trzecie: 2417 kJ/mol

Zakon magnetyczny

Iterbio jest paramagnetyczny powyżej 1 k. Ma najniższą podatność magnetyczną wśród metali ziem rzadkich.

Związki i reaktywność

W większości swoich związków iterbio stosuje swój stan utleniania +3, chociaż w niektórych przypadkach stosuje stan utleniania +2. Iterbio jest elementem reaktywnym, który powoli reaguje z zimną wodą, ale robi to szybko z gorącą wodą, powodując wodorotlenek i wodór:

2 YB (s) + 6 godzin₂Lub (l) → 2 YB (OH)₃ (aq) + 3 h₂ (G)

Iterbio jest łatwo rozpuszczone przez kwasy z uwalnianiem wodoru. Reaguje również z wodorem, tworząc kilka hydrorów (YBH_X). Iterbio jest łączone z halogenami dla tworzenia się halluros, przy użyciu stanu utleniania 3+ (YBF₃, YBCL₃, itp.).

Może ci służyć: enancjomery

Iterbio yb jon³⁺ Jest bezbarwny jak iterbia (YB₂ALBO₃) i tworzone sole. Jednak jon yb²⁺ Jest zielonkawo żółty i jest bardzo reaktywnym środkiem, który tworzy jasnozielone sole z siarczanem, bromkiem i węglanem.

Sproszkowany iterbio może spalić w temperaturze 400 ° C, emitując toksyczny dym.

Aplikacje

Działanie Dopante

Iterbio jest używany jako środek domieszkowy stali nierdzewnej w celu poprawy jego oporu, udoskonalania ziarna i właściwości mechanicznych.

W laserach z dyskiem i podwójnym włóknem stosuje się YBS³⁺ jako domieszkowanie włókien optycznych, jak w kryształach i ceramice.

Dentystyczny

Iterbio jest częścią retroplast, złożonej żywicy, która przylega do zębiny. Retroplast jest mieszaniną dwóch składników A i B, będących częścią Iterbio trifluoruro składnika B.

Wykrywanie krainy

Iterbio ma właściwość zwiększania oporu elektrycznego poprzez zwiększenie ciśnienia, jakie doświadcza do bardzo wysokich wartości, takich jak to, co dzieje się w trzęsieniach ziemi i podziemnych wybuchach. Dlatego można zastosować obwody elektryczne, które obejmują iterbio w celu wykrycia koktajli naziemnych.

Źródło X -Ray

Izotop Iterbio ⁶⁹YB jest używany jako źródło promieniowania gamma, które ma właściwości podobne do promieni x, w odniesieniu do jego mocy penetracji. Z tego powodu Iterbio Isotope-69 jest używany jako źródło przenośne rentgenowskie w miejscach pozbawionych energii elektrycznej, użyteczne w małych obiektach.

Ogniwa słoneczne

Itterbio ma pasmo absorpcyjne w obszarze w podczerwieni widma elektromagnetycznego, więc jest stosowany w ogniwach słonecznych do przekształcania promieniowania w podczerwieni w energię elektryczną.

Może ci służyć: benzimidazol (C7H6N2): historia, struktura, zalety, wady

Uzyskanie

Iterbio jest obecny w minerałach Monacita, Exenit i ksenotimalnych, przedstawiając szacunkową liczebność w krze 3 ppm Ziemi. Pierwszym krokiem jest zmiażdżenie minerału, zwykle monacytu, a następnie wymywanie pierwiastków ziem rzadkich kwasem siarkowym i innymi kwasami.

Zneutralizowane rozwiązanie kontaktuje się z żywicą wymiany, łącząc ją z elementami ziemi rzadkiej poprzez interakcje z grupami chemicznymi obecnymi w żywicy. Następnie iterbio żywicy jest oddzielone za pomocą określonej złożonej substancji.

Inną metodą uzyskania iterbio jest zmniejszenie amalgamatu sodu-mercurio. Następnie ten amalgamat traktuje się kwasem solnym, ekstrahując metal szczawianem i staje się jego tlenkiem przez ogrzewanie.

Wreszcie, metaliczny Itterbio jest uzyskiwany z jego tlenku, przeprowadzając jego redukcję przez ogrzewanie w obecności cyrkonu, aluminium lub innych elementów, aby w końcu oczyszczyć się przez sublimację.

Izotopy

Iterbio ma w sumie 34 izotopy: 7 stabilnych i 27 radioaktywów. Stabilna grupa izotopów jest ustanowiona przez ¹⁶⁸ Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴YB i ¹⁷⁶Yb, z którego ten, który jest w największej proporcji, jest izotop ¹⁷⁴YB, z 31 896 % obfitości.

Radioaktywny izotop ¹⁶⁹YB ma przeciętny okres dłuższy (32.026 dni), podczas gdy reszta radioaktywnych izotopów ma krótki lub bardzo krótki okres półtrwania.

Bibliografia

1. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (czwarta edycja). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Iterb. Źródło: w:.Wikipedia.org
3. Redaktorzy Enyclopaedia Britannica. (2020). Iterb. Odzyskane z: Britannica.com
4. Jefferson Lab Resource. (2020). Element itterbium. Odzyskane z: edukacja.Jlab.org
5. Dr. Doug Stewart. (2020). Fakty elementów ytmerbium. Odzyskane z: Chemicool.com
6. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (27 sierpnia 2020). Fakty Ytterbium - Element YB. Odzyskane z: Thoughtco.com
7. Lentech b.V. (2020). Iterb. Odzyskane z: lentech.com
8. Personel nauk ścisłych na żywo. (31 lipca 2013 r.). Fakty dotyczące i -tterbium. Odzyskane z: Livescience.com