Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Ітербій (англ. ytterbium, нім. Ytterbium n) — хімічний елемент, символ Yb, ат. н. 70; ат. м. 173,04, сріблясто-сірий метал, належить до лантаноїдів. Густина 6,96, температура плавлення 821 °C, кипіння — 1211 °C.
При кімнатній температурі ітербій реагує з Н2О, HCl, HNO3 i H2SO4 і розчинами лугів. Основні сполуки — оксиди, фосфати, флуориди. Кларк ітербію у земній корі 3,2 г/т. У гранітах і глинистих сланцях — на порядок більше.
Історія
Ітербій відкрив у 1878 швейцарський вчений Жан Шарль Галісард Маріньяк. Маріньяк знайшов у ербієвій землі компонент, який він назвав новим елементом ітербієм. Однак у 1907 році французький хімік Жорж Урбан розділив цей «ітербій» на неоітербій та лютецій. Пізніше назва неоітербій скоротилася до ітербій. У той же самий час працює над цією ж проблемою австрійський хімік Карл Ауер фон Вельсбах і розділяє «ітербій» Маріньяка теж на два компоненти, які він називає альдебараній та кассіопеїй, але оскільки ці компоненти виявилися аналогічними до урбанівських, назва "альдебараній" для ітербію не збереглася. Вперше чистий метал ітербій добули німецькі хіміки фон Клєм та Боннер у 1937 році відновленням його калієм з YbF3. Чистий метал ітербій отриманий лише у 1953 році.
Назва походить від назви селища Іттербю в Швеції, біля якого знайдено мінерал ітербіт (гадолініт).
Властивості
Фізичні
Ізотермічний модуль всебічного стиску — 13,3 ГПа. Модуль Юнга — 23,9 ГПа. Модуль зсуву — 6,97 ГПа.
Коефіцієнт теплового розширення — 26,3×10−6.
Питомий опір — 26,4×10−8 Ом·м. Температурний коефіцієнт електричного опору — 1,3×10−3 К−1.
Магнітна сприйнятливість — 5,15×10−9 у одиницях SI
Енергії зв'язку електронів — від 24,1 еВ до 61332 еВ.
Алотропи
Відомі три алотропні модифікації ітербію. α-ітербій існує при температурі нижчій за 260 К, і має гексагональну ґратку з параметрами a=3,883 Å і с=6,328 Å.
β-ітербій існує при температурі від 260 до 1070 К, і має гранецентровану кубічну ґратку з параметром a=5,486 Å. Перетворення між α- і β-фазами відбувається за мартенситним типом.
γ-ітербій існує у вузькому температурному діапазоні між 1070 К і 1094 К (температура плавлення). Він має об'ємноцентровану кубічну ґратку з параметром a=4,44 Å.
У α-фазі ітербій переважно є діамагнетиком, а у β-фазі — парамагнетиком. Перехід відбувається поступово і має значний гістерезис — при охолодженні він починається за температури 270-290 К, а при нагріванні — 315 К.
Хімічні
Ітербій повільно, а при температурі вище 200 °C активно реагує (горить) з киснем повітря з утворенням оксиду ітербію (ІІІ), або моноксиду YbO:
- 4 Yb + 3 O2 → 2 Yb2O3
Повільно реагує з водою, однак реакція пришвидшується при нагріванні з утворенням гідроксиду:
- 2 Yb + 6 H2O → 2 Yb(OH)3 + 3 H2
Ітербій реагує з галогенами:
- 2 Yb + 3 F2 → 2 YbF3 [сіль білого кольору ]
- 2 Yb + 3 Cl2 → 2 YbCl3 [сіль білого кольору]
- 2 Yb + 3 Br2 → 2 YbBr3 [сіль білого кольору ]
- 2 Yb + 3 I2 → 2 YbI3 [сіль білого кольору ]
Yb реагує з розбавленою сульфатною кислотою з утворенням безбарвного Yb(III) іону (існує як [Yb(OH2)9]3+ аквакомплекс)
- 2 Yb + 3 H2SO4 → 2 Yb3+ + 3 SO2−
4 + 3 H2↑
Ітербій один з небагатьох рідкісноземельних металів, що у сполуках може проявляти ступінь окиснення +2, окрім типового для лантаноїдів +3.
Розповсюдження і отримання
Відомо близько 60 рідкісноземельних мінералів, які містять ітербій: титаноніобати (ферґусоніт, евксеніт), фосфати (ксенотим, черчит), силікати (гадолініт, таленіт). У цих мінералах ітербій іноді міститься в кількостях максимальних для лантаноїдів. Практичне значення мають гранітні розсипи ксенотиму і (США, Малайзія, Індонезія), а найчастіше ітербій разом з іншими лантаноїдами отримують з монацитових пісків, де його частка становить близько 0,03 %.
Після відділення від попутних елементів за допомогою йонного обміну і [en], переводять у оксид ітербію. Після чого відновлюють металічним лантаном до елементарного ітербію з наступною його сублімацією.
Ізотопи
Природній ітербій складається з семи різних ізотопів. Всі вони стабільні.
| Масове число | Частка у природному ітербії | Період напіврозпаду |
|---|---|---|
| 168 | 0,123 % | ∞ |
| 170 | 2,982 % | ∞ |
| 171 | 14,09 % | ∞ |
| 172 | 21,68 % | ∞ |
| 173 | 16,103 % | ∞ |
| 174 | 32,026 % | ∞ |
| 176 | 12,996 % | ∞ |
Загалом відомо 37 ізотопів ітербію з масовими числами від 149 до 180, 5 з яких — метастабільні. З нестабільних ізотопів, найбільші періоди напіврозпаду мають Yb169 (32,018 днів) і Yb175 (4,185 днів).
Застосування
Застосовують ітербій з іншими рідкісноземельними елементами для легування сталей. У 2016 році із іонів ітербію було вперше синтезовано часовий кристал.
Годинник, в основі роботи якого лежить хімічний елемент ітербій, допускає похибку лише в одну соту секунди аж до того часу, коли Сонце вибухне і поглине Землю через п'ять мільярдів років.
Див. також
Примітки
- Poole, 2004, с. 1503.
- Ytterbium [ 2 липня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
- Electron Binding Energies [ 2 липня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
- New First-Order Phase Transition in High-Purity Ytterbium Metal [ 29 липня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
- Ytterbium [ 19 жовтня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
- Isotopes of the Element Ytterbium [ 14 травня 2021 у Wayback Machine.](англ.)
- Вчені створили перший «кристал часу» [ 16 березня 2017 у Wayback Machine.], Корреспондент.net, 7 жовтня 2016
- Чому так важливо знати точний час? [ 16 квітня 2017 у Wayback Machine.], BBC Україна, 16 квітня 2017
Література
- Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк: Вебер, 2008. — 758 с. —
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — .
- Encyclopedic Dictionary of Condensed Matter Physics / Charles P. Poole, Jr. — 1. — San Diego : Academic Press, 2004. — 1672 с. — .
Посилання
Ітербій на webelements.com [ 27 квітня 2021 у Wayback Machine.](англ.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Iterbij angl ytterbium nim Ytterbium n himichnij element simvol Yb at n 70 at m 173 04 sriblyasto sirij metal nalezhit do lantanoyidiv Gustina 6 96 temperatura plavlennya 821 C kipinnya 1211 C Iterbij Yb Atomnij nomer70Zovnishnij viglyad prostoyi rechovinisriblyastij v yazkij i kovkij metalVlastivosti atomaAtomna masa molyarna masa 173 04 a o m g mol Radius atoma194 pmEnergiya ionizaciyi pershij elektron 603 0 6 25 kDzh mol eV Elektronna konfiguraciya Xe 4f14 6s2Himichni vlastivostiKovalentnij radiusn a pmRadius iona 3e 85 8 2e 93 pmElektronegativnist za Polingom 1 1Elektrodnij potencialYb Yb3 2 22V Yb Yb2 2 8VStupeni okisnennya 3 2Termodinamichni vlastivostiGustina6 9654 g sm Molyarna teployemnist0 145 Dzh K mol Teploprovidnist 34 9 Vt m K Temperatura plavlennya1097 KTeplota plavlennya3 35 kDzh molTemperatura kipinnya1466 KTeplota viparovuvannya159 kDzh molMolyarnij ob yem24 8 sm molKristalichna gratkaStruktura gratkikubichna granecentrovanaPeriod gratki5 490 AVidnoshennya s an aTemperatura Debaya118 KH HeLi Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S Cl ArK Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br KrRb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I XeCs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At RnFr Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Iterbij u Vikishovishi Pri kimnatnij temperaturi iterbij reaguye z N2O HCl HNO3 i H2SO4 i rozchinami lugiv Osnovni spoluki oksidi fosfati fluoridi Klark iterbiyu u zemnij kori 3 2 g t U granitah i glinistih slancyah na poryadok bilshe IstoriyaIterbij vidkriv u 1878 shvejcarskij vchenij Zhan Sharl Galisard Marinyak Marinyak znajshov u erbiyevij zemli komponent yakij vin nazvav novim elementom iterbiyem Odnak u 1907 roci francuzkij himik Zhorzh Urban rozdiliv cej iterbij na neoiterbij ta lyutecij Piznishe nazva neoiterbij skorotilasya do iterbij U toj zhe samij chas pracyuye nad ciyeyu zh problemoyu avstrijskij himik Karl Auer fon Velsbah i rozdilyaye iterbij Marinyaka tezh na dva komponenti yaki vin nazivaye aldebaranij ta kassiopeyij ale oskilki ci komponenti viyavilisya analogichnimi do urbanivskih nazva aldebaranij dlya iterbiyu ne zbereglasya Vpershe chistij metal iterbij dobuli nimecki himiki fon Klyem ta Bonner u 1937 roci vidnovlennyam jogo kaliyem z YbF3 Chistij metal iterbij otrimanij lishe u 1953 roci Nazva pohodit vid nazvi selisha Itterbyu v Shveciyi bilya yakogo znajdeno mineral iterbit gadolinit VlastivostiFizichni Izotermichnij modul vsebichnogo stisku 13 3 GPa Modul Yunga 23 9 GPa Modul zsuvu 6 97 GPa Koeficiyent teplovogo rozshirennya 26 3 10 6 Pitomij opir 26 4 10 8 Om m Temperaturnij koeficiyent elektrichnogo oporu 1 3 10 3 K 1 Magnitna sprijnyatlivist 5 15 10 9 u odinicyah SI Energiyi zv yazku elektroniv vid 24 1 eV do 61332 eV Alotropi Vidomi tri alotropni modifikaciyi iterbiyu a iterbij isnuye pri temperaturi nizhchij za 260 K i maye geksagonalnu gratku z parametrami a 3 883 A i s 6 328 A b iterbij isnuye pri temperaturi vid 260 do 1070 K i maye granecentrovanu kubichnu gratku z parametrom a 5 486 A Peretvorennya mizh a i b fazami vidbuvayetsya za martensitnim tipom g iterbij isnuye u vuzkomu temperaturnomu diapazoni mizh 1070 K i 1094 K temperatura plavlennya Vin maye ob yemnocentrovanu kubichnu gratku z parametrom a 4 44 A U a fazi iterbij perevazhno ye diamagnetikom a u b fazi paramagnetikom Perehid vidbuvayetsya postupovo i maye znachnij gisterezis pri oholodzhenni vin pochinayetsya za temperaturi 270 290 K a pri nagrivanni 315 K Himichni Iterbij povilno a pri temperaturi vishe 200 C aktivno reaguye gorit z kisnem povitrya z utvorennyam oksidu iterbiyu III abo monoksidu YbO 4 Yb 3 O2 2 Yb2O3 Povilno reaguye z vodoyu odnak reakciya prishvidshuyetsya pri nagrivanni z utvorennyam gidroksidu 2 Yb 6 H2O 2 Yb OH 3 3 H2 Iterbij reaguye z galogenami 2 Yb 3 F2 2 YbF3 sil bilogo koloru 2 Yb 3 Cl2 2 YbCl3 sil bilogo koloru 2 Yb 3 Br2 2 YbBr3 sil bilogo koloru 2 Yb 3 I2 2 YbI3 sil bilogo koloru Yb reaguye z rozbavlenoyu sulfatnoyu kislotoyu z utvorennyam bezbarvnogo Yb III ionu isnuye yak Yb OH2 9 3 akvakompleks 2 Yb 3 H2SO4 2 Yb3 3 SO2 4 3 H2 Iterbij odin z nebagatoh ridkisnozemelnih metaliv sho u spolukah mozhe proyavlyati stupin okisnennya 2 okrim tipovogo dlya lantanoyidiv 3 Rozpovsyudzhennya i otrimannyaVidomo blizko 60 ridkisnozemelnih mineraliv yaki mistyat iterbij titanoniobati fergusonit evksenit fosfati ksenotim cherchit silikati gadolinit talenit U cih mineralah iterbij inodi mistitsya v kilkostyah maksimalnih dlya lantanoyidiv Praktichne znachennya mayut granitni rozsipi ksenotimu i SShA Malajziya Indoneziya a najchastishe iterbij razom z inshimi lantanoyidami otrimuyut z monacitovih piskiv de jogo chastka stanovit blizko 0 03 Pislya viddilennya vid poputnih elementiv za dopomogoyu jonnogo obminu i en perevodyat u oksid iterbiyu Pislya chogo vidnovlyuyut metalichnim lantanom do elementarnogo iterbiyu z nastupnoyu jogo sublimaciyeyu IzotopiPrirodnij iterbij skladayetsya z semi riznih izotopiv Vsi voni stabilni Masove chislo Chastka u prirodnomu iterbiyi Period napivrozpadu168 0 123 170 2 982 171 14 09 172 21 68 173 16 103 174 32 026 176 12 996 Zagalom vidomo 37 izotopiv iterbiyu z masovimi chislami vid 149 do 180 5 z yakih metastabilni Z nestabilnih izotopiv najbilshi periodi napivrozpadu mayut Yb169 32 018 dniv i Yb175 4 185 dniv ZastosuvannyaZastosovuyut iterbij z inshimi ridkisnozemelnimi elementami dlya leguvannya stalej U 2016 roci iz ioniv iterbiyu bulo vpershe sintezovano chasovij kristal Godinnik v osnovi roboti yakogo lezhit himichnij element iterbij dopuskaye pohibku lishe v odnu sotu sekundi azh do togo chasu koli Sonce vibuhne i pogline Zemlyu cherez p yat milyardiv rokiv Div takozhChasovij kristalPrimitkiPoole 2004 s 1503 Ytterbium 2 lipnya 2020 u Wayback Machine angl Electron Binding Energies 2 lipnya 2020 u Wayback Machine angl New First Order Phase Transition in High Purity Ytterbium Metal 29 lipnya 2020 u Wayback Machine angl Ytterbium 19 zhovtnya 2020 u Wayback Machine angl Isotopes of the Element Ytterbium 14 travnya 2021 u Wayback Machine angl Vcheni stvorili pershij kristal chasu 16 bereznya 2017 u Wayback Machine Korrespondent net 7 zhovtnya 2016 Chomu tak vazhlivo znati tochnij chas 16 kvitnya 2017 u Wayback Machine BBC Ukrayina 16 kvitnya 2017LiteraturaGlosarij terminiv z himiyi J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Doneck Veber 2008 758 s ISBN 978 966 335 206 0 Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2004 T 1 A K 640 s ISBN 966 7804 14 3 Encyclopedic Dictionary of Condensed Matter Physics Charles P Poole Jr 1 San Diego Academic Press 2004 1672 s ISBN 9780080545233 PosilannyaIterbij na webelements com 27 kvitnya 2021 u Wayback Machine angl