Structure Iterbio, propriétés, utilisations, obtention

Il ytterbium C'est un élément qui appartient au groupe de lantanides, des terres rares, dont le symbole chimique est YB. C'est un métal blanc argenté, ductile et malléable. Il réagit lentement à l'eau froide, mais rapidement avec de l'eau chaude provoquant un hydroxyde et libérer de l'hydrogène.

Il se dissout rapidement dans les acides concentrés et dilués, libérant de l'hydrogène. Mais il n'est pas dissous par l'acide fluorhorhorique, avec lequel il provient une couche protectrice sur la surface métallique. L'Iterbio est le lanthanide avec le moindre point d'ébullition.

Iterbio ultrapure et échantillon métallique. Source: Images haute résolution d'éléments chimiques, CC par 3.0, via Wikimedia Commons

L'Iterbio a été découvert en 1878 par le chimiste suisse Jean Charles Galissard de Marignac. Nitrate d'erbio réchauffé par Galissard, obtenant une poudre blanche inconnue qu'il a appelée Iterbia et soupçonné que c'était le composé d'un nouvel élément qu'il a baptisé comme `` Iterbio '' par le village suédois de Ytterby.

Entre les années 1907 et 1908, le chimiste français Georges Urbain et le chimiste allemand Carl Auer von Welsbach, ont trouvé indépendamment, que dans Iterbia de Marignac, il y avait deux éléments chimiques: l'itterbio et Luthecio.

L'Iterbio est un métal de quelques applications, étant l'un d'entre eux comme dopage d'acier inoxydable.

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Structure

L'Iterbio a trois formes allotropes: la phase α, principalement en dessous de 7 ° C et dont la structure cristalline est hexagonale compacte (HCP); la forme β, existant à température ambiante et avec une structure cubique centrée sur les faces (FCC); et la phase γ, générée à des températures élevées (795 ºC) et avec une structure cubique centrée dans le corps.

Dans la phase β, l'itterbio se comporte comme un conducteur électrique métallique, mais sa résistivité et sa résistance électrique augmentent sous des pressions très élevées (16 GPa ou 16000 atm).

Configuration électronique

Configuration électronique Iterbio

L'ITERBIO a la configuration électronique suivante:

[XE] 4F¹⁴ 6s²

Comme on peut le voir, toutes ses orbitales 4F sont pleines d'électrons, étant presque à la fin de la série Lantanida. N'ayant pas d'électrons dans leurs orbitales 5D et ayant une vacance électronique dans leurs atomes, ils sont probables que ce sont la raison pour laquelle leurs propriétés physiques (densité et point de fusion) diffèrent de ceux de leurs pairs ou des autres Lantanides.

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Propriétés Iterbio

99,9% Iterbio

Apparence physique

Métal blanc brillant avec colorant jaune pâle. Il est doux, malléable et ductile. Sa luminosité est lentement ternie lorsqu'elle est exposée à l'air et à l'humidité.

Numéro atomique

70

Masse molaire

173.045 g / mol

Point de fusion

824 ºC.

Point d'ébullition

1196 ºC. Il a le point d'ébullition le plus bas parmi les lantanides, il est donc considéré comme le plus "volatile".

Densité

6.90 g / cm³ (Phase α)

6.96 g / cm³ (Phase β)

6.57 g / cm³ (Phase γ)

Chaleur de fusion

7.66 kJ / mol

Chaleur de vaporisation

129 kJ / mol

Capacité calorique molaire

26.74 J / (mol · k)

États d'oxydation

L'Iterbio a les états d'oxydation suivants: +1 (YB⁺), +2 (yb²⁺) et +3 (yb³⁺), Ce dernier étant le plus prédominant, ainsi que presque tous les autres lantanides.

Électronégativité

1.06 sur l'échelle Alfred Rochow

Énergies d'ionisation

Premièrement: 603.4 kJ / mol

Deuxième: 1174.8 kJ / mol

Troisième: 2417 kJ / mol

Ordre magnétique

L'itterbio est paramagnétique au-dessus de 1 k. Il a la plus faible sensibilité magnétique parmi les métaux des terres rares.

Composés et réactivité

Dans la plupart de ses composés, Iterbio utilise son état d'oxydation +3, bien que dans certains cas, il utilise l'état d'oxydation +2. L'Iterbio est un élément réactif qui réagit lentement avec de l'eau froide, mais le fait rapidement avec de l'eau chaude, provoquant l'hydroxyde et l'hydrogène:

2 yb (s) + 6 h₂Ou (l) → 2 yb (OH)₃ (aq) + 3 h₂ (g)

L'Iterbio est facilement dissous par des acides avec libération d'hydrogène. Il réagit également avec l'hydrogène pour former plusieurs hydrors (ybh_X). L'Iterbio est combiné avec des halogènes pour la formation d'Haluros, en utilisant son état d'oxydation 3+ (YBF₃, YBCL₃, etc.).

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L'ion iterbio yb³⁺ Il est incolore comme l'itterbia (yb₂SOIT₃) et les sels qui forment. Cependant, l'ion yb²⁺ Il est jaune verdâtre et est un agent très réactif qui forme des sels vert pâle avec du sulfate, du bromure et du carbonate.

L'Iterbio en poudre peut brûler à une température de 400 ºC, émettant une fumée toxique.

Applications

Action dopante

L'Iterbio est utilisé comme agent de dopage en acier inoxydable afin d'améliorer sa résistance, son raffinement de grains et ses propriétés mécaniques.

Dans le disque et les lasers à fibres à double couture, les YB sont utilisés³⁺ comme dopage des fibres optiques, comme dans les cristaux et la céramique.

Dentaire

L'Iterbio fait partie de Retroplast, une résine composée qui adhère à la dentine. Retroplaste est un mélange de deux composants A et B, étant la partie iterbio trifluoruro du composant b.

Détection de tremblements de terre

L'Iterbio a la propriété d'augmenter sa résistance électrique en augmentant la pression qu'elle subit à des valeurs très élevées, comme ce qui se passe dans les tremblements de terre et les explosions souterraines. Par conséquent, les circuits électriques qui incluent l'itterbio peuvent être utilisés pour détecter les shakes terrestres.

Source X-Ray

L'isotope Iterbio ⁶⁹YB est utilisé comme source de rayonnement gamma, qui possède des propriétés similaires aux rayons x, en ce qui concerne sa puissance de pénétration. Pour cette raison, Iterbio Isotope-69 est utilisé comme source portable à rayons X dans les endroits dépourvu d'électricité, utilisable dans de petits objets.

Les cellules solaires

L'Itterbio a une bande d'absorption dans la zone infrarouge du spectre électromagnétique, il est donc utilisé dans les cellules solaires pour convertir le rayonnement infrarouge en électricité.

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Obtention

L'Iterbio est présent dans les minéraux de Monacita, d'éuxénite et de xénotimal, présentant une abondance estimée dans le cortex de la Terre de 3 ppm. La première étape est l'écrasement du minéral, généralement la monacite, puis la lixiviant les éléments des terres rares avec de l'acide sulfurique et d'autres acides.

La solution neutralisée est contactée avec une résine échange. Ensuite, la résine Iterbio est séparée en utilisant une substance complexe spécifique.

Une autre méthode pour obtenir l'itterbio est de réduction avec un amalgame de sodium-mercurio. Ensuite, cet amalgame est traité avec de l'acide chlorhydrique, extrait le métal avec de l'oxalate et devenant son oxyde en chauffant.

Enfin, l'itterbio métallique est obtenu à partir de son oxyde effectuant sa réduction par chauffage en présence de zirconium, d'aluminium ou d'autres éléments, pour enfin se purifier par sublimation.

Isotopes

L'Iterbio a un total de 34 isotopes: 7 radioactifs stables et 27. Le groupe isotope stable est constitué par ¹⁶⁸ YB, ¹⁷⁰YB, ¹⁷¹YB, ¹⁷²YB, ¹⁷³YB, ¹⁷⁴Yb, et ¹⁷⁶YB, dont celui qui est dans la plus grande proportion est l'isotope ¹⁷⁴YB, avec une abondance de 31 896%.

L'isotope radioactif ¹⁶⁹YB a la durée de vie moyenne plus longue (32.026 jours), tandis que le reste des isotopes radioactifs a une demi-vie courte ou très courte.

Les références

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