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Ytterbium



Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Ytterbium, Yb, 70
Serie Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block La, 6, f
Aussehen silbrig weiß
Massenanteil an der Erdhülle 3 · 10-3 %
Atomar
Atommasse 173,04 u
Atomradius (berechnet) 175 (222) pm
Kovalenter Radius pm
Van-der-Waals-Radius pm
Elektronenkonfiguration [Xe]4f146s2
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 32, 8, 2
1. Ionisierungsenergie 603,4 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1174,8 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2417 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Modifikationen 1
Kristallstruktur Kubisch-flächenzentriert
Dichte 6,965 g/cm3
Magnetismus
Schmelzpunkt 1097 K (824 °C)
Siedepunkt 1467 K (1194 °C)
Molares Volumen 24,84 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme 128,9 kJ/mol
Schmelzwärme 7,66 kJ/mol
Dampfdruck

395 Pa bei 1097 K

Schallgeschwindigkeit 1590 m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 150 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 3,51 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit 34,9 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände 2, 3
Oxide (Basizität) (schwach basisch)
Normalpotential -2,22 V (Yb3+ + 3e- → Yb)
Elektronegativität 1,1 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
166Yb

{syn.}

56,7 h ε 0,304 166Tm
167Yb

{syn.}

17,5 min ε 1,954 167Tm
168Yb

0,13 %

Stabil
169Yb

{syn.}

32,026 d ε 0,909 169Tm
170Yb

3,05 %

Stabil
171Yb

14,3 %

Stabil
172Yb

21,9 %

Stabil
173Yb

16,12 %

Stabil
174Yb

31,8 %

Stabil
175Yb

{syn.}

4,185 d β 0,470 175Lu
176Yb

12,7 %

Stabil
177Yb

{syn.}

1,911 h β 1,399 177Lu
178Yb

{syn.}

74 min β 0,645 178Lu
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung

R- und S-Sätze R:
S:
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.


Ytterbium [ʏˈtɛrbiʊm] ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Yb und der Ordnungszahl 70. Das Gruppe 3- und Periode-6-Element gehört zu den Lanthanoiden und wird den Metallen der Seltenen Erden zugeordnet.

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Inhaltsverzeichnis

Eigenschaften

 

Das silberweiß glänzende Metall der Seltenen Erden ist sehr dehnbar und weich. Es bildet drei allotrope Modifikationen mit Umwandlungspunkten bei -13 °C und 795 °C. Bei Raumtemperatur bildet β-Ytterbium ein kubisch-flächenzentriertes Gitter aus, bei höheren Temperaturen ein kubisch-raumzentriertes Gitter. Bei einem Druck von 16000 bar zeigt β-Yb Halbleitereigenschaften bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit.

In trockener Luft läuft es grau an. Bei höheren Temperaturen verbrennt es zum Sesquioxid Yb2O3. Mit Wasser reagiert es langsam unter Wasserstoffentwicklung zum Hydroxid. In Mineralsäuren löst es sich unter Bildung von Wasserstoff auf. In seinen Verbindungen liegt es meist in der Oxidationszahl +3 vor, die Yb3+-Kationen bilden in Wasser farblose Lösungen, Yb2+-Kationen grüne Lösungen.

Anwendungen

Ytterbium kann zur Kornfeinung und zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von rostfreien Stählen verwendet werden. Das radioaktive Isotop 169Yb (Halbwertszeit 32 Tage) wird vereinzelt als γ-Strahlenquelle in der Nuklearmedizin benutzt. Ytterbiumfluorid YbF3 kann in hochwertigen Kunststofffüllungen und Inlay-Zementen von Zahnfüllungen enthalten sein. Es erzeugt auf Röntgenaufnahmen einen hohen Kontrast und baut durch ständige Fluoridfreisetzung einen Kariesschutz auf.

Ytterbium-Cobalt-Eisen-Mangan-Legierungen sind für besonders hochwertige Dauermagnete geeignet. Ytterbiumdotiertes Material wird zunehmend als Lasermaterial verwendet.

Geschichte

Ytterbium (abgeleitet von Ytterby, einer Grube auf einer Schäreninsel nördlich von Stockholm, das auch für die Namen der Elemente Yttrium, Terbium und Erbium Pate stand) wurde 1878 von dem schweizerischen Chemiker Jean Charles Galissard de Marignac entdeckt. Marignac fand in der als Erbia bekannten Erde einen neuen Bestandteil und nannte ihn Ytterbia. Er vermutete in der von ihm isolierten Verbindung ein neues Element, das er Ytterbium nannte. 1907 trennte der französische Chemiker Georges Urbain Marignacs Ytterbia in zwei Komponenten, Neoytterbia und Lutetia. Auer von Welsbach arbeitete zur gleichen Zeit ebenfalls mit Ytterbia und nannte die beiden Komponenten Aldebaranium und Cassiopeium. Später verkürzte man die Elementbezeichnung Neoytterbium zu Ytterbium. Das reine Metall wurde 1937 von Klemm und Bonner durch die Reduktion von YbF3 mit Kalium dargestellt. Die Bestimmung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Elementes Ytterbium konnte erst 1953 nach Herstellung des reinen Metalls erfolgen.

Vorkommen

Natürlich kommt Ytterbium nur in Verbindungen vor. Ytterbiumhaltige Minerale geringer Konzentration sind:

  • Monazit (Ce,La,Th,Nd,Y)PO4 (Yb-Gehalt ~ 0,03 %)
  • Euxenit
  • Xenotim

Herstellung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Ytterbiumbegleiter wird das Oxid mit Lanthan zum metallischen Ytterbium reduziert. Anschließend wird das Ytterbium absublimiert.

Verbindungen

Ytterbium tritt vor allem dreiwertig auf. Bekannte Verbindungen sind:

  • Ytterbiumoxid Yb2O3
  • Ytterbium(II)-fluorid YbF2
  • Ytterbium(III)-fluorid YbF3
  • Ytterbium(II)-chlorid YbCl2
  • Ytterbium(III)-chlorid YbCl3, als Hexahydrat YbCl3.6H2O
  • Ytterbium(II)-bromid YbBr2
  • Ytterbium(III)-bromid YbBr3
  • Ytterbium(II)-iodid YbI2
  • Ytterbium(III)-iodid YbI3
  • Ytterbium(II)-sulfid Yb2S3
  • Ytterbium(II)-selenid YbSe
  • Ytterbium(III)-selenid Yb2Se3
  • Ytterbiumtellurid YbTe

Isotope

Vorsichtsmaßnahmen

Ytterbium ist wenig giftig. Metallstäube sind feuer- und explosionsgefährlich.

 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Ytterbium aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
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