Иттербий –лантаноид, который очень широко применяется в науке и промышленности. Атомная энергетика

Иттербий итте́рбий

(лат. Ytterbium), химический элемент III группы периодической системы, относится к лантаноидам. О названии см. иттрий . Металл; плотность 7,02 г/см 3 , t пл 824°C. Газопоглотитель, компонент кристаллофосфоров.

ИТТЕ́РБИЙ (лат. Ytterbium, от названия шведского селению Иттербю - Ytterby), Yb (читается «иттербий»), химический элемент с атомным номером 70, атомная масса 173,04. Природный иттербий состоит из семи стабильных изотопов 168 Yb (0,14%), 170 Yb (3,03%), 171 Yb (14,31%), 172 Yb (21,82%), 173 Yb (16,13%), 174 Yb (31,84%) и 176 Yb (12,73%). Конфигурация трех внешних электронных слоев 4s 2 p 6 d 10 f 14 5s 2 p 6 6s 2 . Образует соединения в степени окисления +2, +3, валентности II, III.
Лантаноид. Расположен в III B группе, в 6 периоде периодической системы.
Радиус нейтрального атома иттербия 0,193 нм, радиус иона Yb 2+ 0,116-0,128 нм, иона Yb 3+ - 0,101-0,118 нм. Энергии последовательной ионизации атома 6,254, 12,17, 25,5, 43,7 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,06.
История открытия
Оксид иттербия Yb 2 O 3 впервые выделил в 1878 швейцарский химик Ж. Мариньяк (см. МАРИНЬЯК Жан Шарль Галиссар де) . Металлический иттербий был получен спустя 50 лет.
Нахождение в природе
Иттербий - один из наименее распространенных редкоземельных элементов, его содержание в земной коре составляет 3,310 -5 % по массе, в морской воде 5,210 -7 мг/л. Вместе с другими редкоземельными элементами содержится в минералах бастензите (см. БАСТНЕЗИТ) , монаците (см. МОНАЦИТ) , фергусоните (см. ФЕРГУСОНИТ) , эвксените, ксенотиме (см. КСЕНОТИМ) , гадолините, талените и других.
Получение
Металлический иттербий получают восстановлением Yb 2 О 3 в вакууме лантаном или углеродом или электролизом расплава его хлорида YbСl 3 .
Физические и химические свойства
Иттербий - светло-серый металл.
Ниже 792 °C устойчива a-модификация: кубическая решетка типа Cu, а = 0,54862 нм. Выше 792 °C устойчива b-модификация: кубическая решетка типа a-Fe. Температура плавления 824 °C, температура кипения 1211 °C, плотность 7 кг/дм 3 .
Иттербий слабо окисляется на воздухе, быстро - при 400 °C, превращаясь в смесь оксида и карбоната. Реагирует с минеральными кислотами при комнатной температуре. При нагревании выше 100 °C металлический иттербий реагирует с галогенами, азотом и водородом.
Оксид Yb 2 О 3 обладает основными свойствами. Сильное основание Yb(ОН) 3 образуется при действии щелочей на водорастворимые соли Yb(III).
Применение
Иттербий в смеси с другими редкоземельными металлами действует как раскислитель и модификатор сталей.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Смотреть что такое "иттербий" в других словарях:

- (от соб. им. Иттерби, в Швеции). Минерал черносмоляного цвета, находится в кварце или полевом шпате. Называется еще гадолинитом. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. иттербий (назв. по месту открытия… … Словарь иностранных слов русского языка

- (Ytterbium), Yb, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 70, атомная масса 173,04; относится к редкоземельным элементам; металл. Иттербий открыт швейцарским химиком Ж. Мариньяком в 1878 … Современная энциклопедия

Иттербий - (Ytterbium), Yb, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 70, атомная масса 173,04; относится к редкоземельным элементам; металл. Иттербий открыт швейцарским химиком Ж. Мариньяком в 1878. … Иллюстрированный энциклопедический словарь

- (лат. Ytterbium) Yb, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 70, атомная масса 173,04, относится к лантаноидам. О названии см. Иттрий. Металл; плотность 7,02 г/см³, tпл 824 .С. Газопоглотитель, компонент… … Большой Энциклопедический словарь

- (символ Yb), серебристо белый металлический элемент группы ЛАНТАНОИДОВ. Впервые выделен в 1878 г. Главный источник монацитовая руда. Блестящий, мягкий, ковкий и податливый металл применяется в производстве стали и других сплавов. Свойства:… … Научно-технический энциклопедический словарь

История открытия:

В 1787 году в окрестностях шведского городка Иттербю был найден необычно тяжелый минерал, который содержал в себе неизвестные науке химические элементы. Более чем столетнее исследование этого и аналогичных минералов привело к многочисленным открытиям. Так В 1878 г. Мариньяк выделил индивидуальную землю (оксид элемента), которую спектроскопически подтвердил Лекок де Буабодран. Ее назвали иттербия, а соответствующий элемент иттербием. И хотя впоследствии и этот оксид оказался смесью оксидов нескольких элементов, но 1878 год признан годом открытия иттербия.
Металлический иттербий был получен спустя 50 лет.

Нахождение в природе, получение:

Кларк иттербия в земной коре (по Тэйлору) 0,33 г/т, содержание в воде океанов 2*10 -6 . Иттербий входит в состав таких минералов, как ксенотим, бастнезит, монацит, эвксенит, лопарит, причем на иттербий часто приходится максимум РЗЭ.
При извлечении лантаноидов из природного сырья и их разделении иттербий концентрируется вместе с другими тяжёлыми лантаноидами. Основные методы получения иттербия - это восстановление оксида иттербия (III) в вакууме углеродом или лантаном, а также электролизом расплава хлорида YbF 3 .

Физические свойства:

Природный иттербий состоит из семи стабильных изотопов, с массовыми числами от 168 до 176. Иттербий - металл светло-серого цвета. Существует в двух кристаллических модификациях, с кубической решёткой типа меди и с кубической объёмноцентрированной решёткой (c температурой перехода 792°C). Температура плавления 824°C, температура кипения 1193°C, плотность 6,97 г/см 3 .

Химические свойства:

На воздухе компактный иттербий окисляется медленно, при нагревании во влажном воздухе несколько быстрее, смесь оксида и карбоната. При нагревании взаимодействует также с галогенами, халькогенами, азотом и водородом, образуя соединения Yb(III). Взаимодействует при комнатной температуре с кислотами.
Соединения Yb(III) в основном имеют белую окраску. В присутствии восстановителей (амальгама щелочного металла, Mg в среде соляной к-ты), а также при электролизе Yb 3+ переходит в Yb 2+ , но соединения Yb(II) в водных средах быстро окисляются.

Важнейшие соединения:

Сесквиоксид Yb 2 О 3 , вещество белого цвета, получают разложением Yb(NO 3) 3 , Yb 2 (SO 4) 3 , Yb 2 (C 2 O 4) 3 , или других солей на воздухе обычно при 800-1000 °С. Обладает основными свойствами.
Гидроксид иттербия Yb(OH) 3 не растворяется в воде, получается по обменной реакции между NaOH и водными растворами солей иттербия (III). По свойствам основание средней силы.
Трифторид иттербия YbF 3 , плохо растворим получают взаимодействием Yb 2 О 3 с HF-газом при 500 °С, термическим разложением фтораммониевых солей, напр. (NH 4) 3 YbF 6 , при 400-500°С в атмосфере аргона или азота; применяют для получения чистого металлического иттербия металлотермическим способом, в качестве компонента твердых электролитов.
Трихлорид иттербия YbCl 3 (бесцветный) сильно гигроскопичен; получают взаимодействием смеси Сl 2 и ССl 4 с оксидом или оксалатом иттербия выше 200°С, хлорированием иттербия и др.; применяют для получения металлоорганических соединений иттербия и металлического иттербия металлотермически или электрохимически.
Трибромид иттербия YbBr 3 (tпл 950°C) и трийодид YbI 3 (tпл 1015°C) - весьма гигроскопичные, хорошо растворяются в воде, кристаллизуются из растворов в виде окта- и нонагидратов соответственно.
Сульфат иттербия(III) Yb 2 (SO 4) 3 - бесцветные кристаллы, растворимые в воде, со слабым гидролизом по катиону, образует кристаллогидрат состава Yb 2 (SO 4) 3 8H 2 O.
Сульфат иттербия(II) YbSO 4 - желто-зеленые кристаллы, нерастворимые в воде, получают взаимодействием раствора сульфата иттербия(III) с амальгамой натрия: Yb 2 (SO 4) 3 +2Na = 2YbSO 4 + Na 2 SO 4
Растворяется в кислотах с выделением водорода: 2YbSO 4 + H 2 SO 4 = Yb 2 (SO 4) 3 + H 2
Карбонат иттербия Yb 2 (CO 3) 3 - бесцветное малорастворимое вещество. Интересен способ его получения:
пропусканием углекислого газа (под давлением 15-20 атм) через раствор хлорида иттербия и анилина: 2YbCl 3 + 3CO 2 + 6C 6 H 5 NH 2 + 3H 2 O => Yb 2 (CO 3) 3 + 6C 6 H 5 NH 2 *HCl

Применение:

В виде оксида иттербий используются для производства мощных волоконных лазеров. Монокристаллический сплав фторид бария - фторид иттербия, легированный ионами гольмия, применяется как мощный и технологичный лазерный материал. Иттербий используют также для получения магнитных сплавов.
Биологической роли не играет, малотоксичен. Источники:
1. Открытие элементов и происхождение их названий. Иттербий
2. Иттербий // Википедия. Дата обновления: 17.03.2018. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=35084085 (дата обращения: 30.04.2018).

Иттербий — 70

Иттербий (Yb) — редкоземельный элемент , атомный номер 70, атомная масса 173,05, температура плавления 824ОС, плотность 6,96г/см3.
В 1878 году, при исследовании « иттриевой земли», было выяснено, что она представляет собой смесь трёх оксидов и, при их разделении, были получены три лантаноида, которые назвали иттербий, тербий и эрбий. Тогда же был выделен чистый .
Иттербий имеет семь стабильных изотопов. У него получено большое количество искусственных радиоактивных изотопов, один из которых, иттербий-170, обладает исключительно кратким временем полураспада.
Иттербий-один из наименее распространённых в природе РЗМ. В земной коре его содержание составляет 3,3х10-5% от всей массы. Содержится в минералах бастнезите, монаците, ксенотиме, талените, эвксените.
Содержание иттербия в природных и техногенных видах сырья достаточно мало. В процентах от общего содержания он присутствует: в эвдиалите-1,9%, в хибинском апатите-0,1%, в фосфогипсе из хибинского апатита-0,1%, в природном концентрате Томтора-0,2%.

Иттербий — металл светло-серого цвета, хорошо обрабатывается, реагирует с минеральными кислотами при 20ОС, образуя соли. На воздухе окисляется слабо, при нагревании реагирует с галогенами.
Чистый металлический иттербий был получен в 1937 году.

ПОЛУЧЕНИЕ.

После обогащения и разделения сырья, полученный оксид иттербия Yb2O3 восстанавливают в вакууме лантаном или углеродом. Существует способ получения металлического иттербия восстановлением YbCl3, методом электролиза в расплаве.

ПРИМЕНЕНИЕ.

Иттербий –лантаноид , который очень широко применяется в науке и промышленности.

• Металлургия. Иттербий применяется как легирующая добавка при производстве специальных сплавов на основе алюминия. В смеси с другими РЗМ, иттербий применяется как раскислитель и модификатор при производстве стали.

• Лазерные материалы. Для генерирования лазерного излучения в инфракрасном диапазоне применяются ионы тербия. Оксиды тербия применяются для производства мощных волоконных лазеров. Для создания эффективного лазерного материала применяется сплав фторид бария-фторид иттербия, легированный ионами гольмия.

• Термоэлектрические материалы. Монотеллурид иттербия —материал с высоким показателем величины термоЭДС.

• Магнитные материалы. Различные высоко эффективные магнитные сплавы изготавливаются с применением иттербия.

• Атомная энергетика. Для защиты от нейтронного излучения в ядерных реакторах, применяются специальные эмали и стекло на основе бората иттербия.

• Электроника. Для уменьшения размеров полупроводниковых приборов, при создании кремниевых МДП-структур (металл-диэлектрик-полупроводник) в больших интегральных схемах, в качестве диэлектрика, применяется оксид иттербия.

• Специальные ядерные исследования. При облучении иттербия нейтронами в ядерном реакторе, он частично превращается в гафний-178, который может использоваться как миниатюрный источник энергии, в приборах оборонного значения.

• Химия. Металлический иттербий используется как катализатор в химической и нефтехимической отрали.

• Создание фотоэлементов. При создании силиконовых фотоэлементов, оксид иттербия используется как эффективный преобразователь световой энергии в электрическую. Это же свойство иттербия применяется при создании солнечных батарей.

• Прочие. Иттербий применяется при создании приборов ночного видения, измерения электрического напряжения. Большое количество исследований проводится, в настоящее время, для определения применения иттербия и его соединений.