Ytterbium
Ytterbium er et grunnstoff med kjemisk symbol Yb og atomnummer 70. Man finner det blant annet i mineralene gadolinitt, monazitt og xenotim. Ytterbium blir noen ganger assosiert med yttrium og andre beslektede grunnstoffer, og blir brukt i bestemte typer stål. Naturlig ytterbium er en blanding av sju forskjellige isotoper.
| Ytterbium | |||
|---|---|---|---|
 | |||
| Basisdata | |||
| Navn | Ytterbium | ||
| Symbol | Yb | ||
| Atomnummer | 70 | ||
| Utseende | sølvhvit glinsende | ||
| Plass i periodesystemet | |||
| Periode | 6 | ||
| Blokk | f | ||
| Kjemisk serie | lantanoider | ||
| Atomegenskaper | |||
| Atomvekt | 173,04 u | ||
| Empirisk atomradius | 175 pm | ||
| Kalkulert atomradius | 222 pm | ||
| Elektronkonfigurasjon | [Xe] 4f14 6s2 | ||
| Elektroner per energinivå | 2, 8, 18, 32, 8, 2 | ||
| Oksidasjonstilstander | 2, 3 | ||
| Krystallstruktur | kubisk flatsentrert | ||
| Fysiske egenskaper | |||
| Stofftilstand | fast stoff | ||
| Smeltepunkt | 824 °C | ||
| Kokepunkt | 1 193 °C | ||
| Molart volum | 24,84 · 10-6 m³/mol | ||
| Tetthet | 6 965 kg/m³ | ||
| Fordampningsvarme | 128,9 kJ/mol | ||
| Smeltevarme | 7,66 kJ/mol | ||
| Damptrykk | 395 Pa ved 1 097 K | ||
| Lydfart | 1 590 m/s | ||
| Diverse | |||
| Elektronegativitet etter Pauling-skalaen | 1,1 | ||
| Spesifikk varmekapasitet | 150 J/(kg · K) | ||
| Elektrisk ledningsevne | 3,51 · 106 S/m | ||
| Termisk konduktivitet | 34,9 W/(m · K) | ||
Historie
redigerYtterbium ble oppdaget av den sveitsiske kjemikeren Jean Charles Galissard de Marignac i 1878. Marignac fant et til da ukjent stoff i en type oksid som den gang ble kalt erbia. Han ga det nye stoffet navnet ytterbia, etter Ytterby gruve ved Stockholm, Sverige, hvor mineralet var funnet. Marignac antok at ytterbia inneholdt et inntil da ukjent grunnstoff som han kalte ytterbium. Ytterbia skulle imidlertid vise seg å inneholde to nye grunnstoff.
I 1907 separerte den franske kjemikeren Georges Urbain Marignacs ytterbia i to nye stoffer, som han kalte neoytterbia og lutetia. Neoytterbium ble senere kjent som grunnstoffet ytterbium, og lutetia som grunnstoffet lutetium. Den østerrikske kjemikeren Baron Carl Auer von Welsbach isolerte disse grunnstoffene fra ytterbia omtrent samtidig, og uavhengig av Marignac, og kalte dem aldebaranium og cassiopeium, men disse navnene ble senere avvist.
Ytterbiums kjemiske og fysiske egenskaper ble ikke fastslått før i 1953, da man for først gang greide å framstille tilnærmet rent ytterbium.
Egenskaper
redigerYtterbium er et mykt, smibart og formbart sølvglinsende metall som tilhører sjeldne jordmetaller og lantanoidene. Som sjeldent jordmetall blir det lett angrepet og oppløst av uorganiske syrer, reagerer sakte med vann og oksiderer i luft. Avhengig av temperaturen, opptrer ytterbium i tre forskjellige allotropiske tilstander, alfa, beta og gamma. Under -13 °C er det i α-formen, mens det mellom -17 °C og 795 °C opptrer i β-form med kubisk flatesentrert krystallstruktur. Ved temperaturer over 795 °C får det sin γ-form med kubisk romsentrert krystallstruktur. β-ytterbium har elektriske egenskaper som metall, men ved høyt trykk over 16 000 atm (1,6 GPa) får det halvleder-egenskaper.
Isotoper
redigerNaturlige forekommende ytterbium består av sju stabile isotoper, 168Yb, 170Yb, 171Yb, 172Yb, 173Yb, 174Yb og 176Yb, hvor 174Yb er den vanligste med en naturlig forekomst på 31,83 % av isotopene totalt. 27 kunstig fremstilte radioaktive isotoper er kjent, hvor de mest stabile er 169Yb med en halveringstid på 32,026 dager, 175Yb med en halveringstid på 4,185 dager og 166Yb med en halveringstid på 56,7 timer. Alle de gjenværende radioaktive isotopene har halveringstider på mindre enn to timer, og majoriteten av disse har halveringstider på mindre enn 20 minutter.
Isotopene av ytterbium varierer i atomvekt fra 147,9674 u (148Yb) til 180,9562 u (181Yb).
CAS-nummer: 7440-64-4
Forekomst
rediger
Ytterbium forekommer ikke i ren form naturlig, men finnes i mineraler som monazitt, euxenitt og xenotim sammen med andre sjeldne jordmetall. Kommersiell utvinning foregår i hovedsak fra monazitt-sand som inneholder 0,03 % ytterbium. Ytterbium er vanskelig å separere fra andre sjeldne jordmetaller på grunn av de kjemiske likhetstrekkene, men nye teknikker innen ionebytting utviklet på 50-tallet har gjort separasjon lettere. Kjente ytterbium-forbindelser er sjeldne, og man vet ikke så mye om dem.
Anvendelse
rediger169Yb (halveringstid 32 dager) har blitt brukt som gammastråle-kilde i bærbare radiografiske instrumenter for materialinspeksjon på utilgjengelige steder. Ytterbium kan også brukes i stållegeringer, hvor det forbedrer materialets styrke, kornstørrelse og andre egenskaper. Ytterbiumfluorid YbF3 brukes i tannfyllinger som beskytter mot karies ved utskillelse av fluor. Legeringer med ytterbium, kobolt, jern og mangan kan brukes til å lage sterke permanentmagneter.
Forholdsregler
redigerSelv om ytterbium er relativt stabilt, bør det uansett lagres i lukkede beholdere for å beskytte det mot luft og fuktighet. Alle forbindelser med ytterbium må behandles som om de er svært giftige, selv om enkelte studier av stoffet indikerer at faren er begrenset.
Metallisk støv fra ytterbium er brann- og eksplosjonsfarlig.