Ytterbium

Ytterbium (chemická značka Yb, latinsky Ytterbium) je měkký stříbřitě bílý, přechodný kovový prvek, 14. člen skupiny lanthanoidů.

Ytterbium
[Xe] 4f14 6s2   Yb 70
↓ Periodická tabulka ↓
Pevné ytterbium
Obecné
Název, značka, číslo	Ytterbium, Yb, 70
Cizojazyčné názvy	lat. Ytterbium
Skupina, perioda, blok	6. perioda, blok f
Chemická skupina	Lanthanoidy
Identifikace
Registrační číslo CAS	7440-64-4
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost	173,045(10)[1]
Atomový poloměr	(1,75 Å) 175 pm
Elektronová konfigurace	[Xe] 4f14 6s2
Elektronegativita (Paulingova stupnice)	1,1
Ionizační energie
První	603,4 kJ/mol
Druhá	1174,8 kJ/mol
Třetí	2417 kJ/mol
Mechanické vlastnosti
Hustota	6,90 g/cm3; Hustota při teplotě tání: 6,21 g/cm3
Skupenství	Pevné
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání	824 °C (1 097,15 K)
Teplota varu	1196 °C (1 469,15 K)
Skupenské teplo tání	7,66 kJ/mol
Skupenské teplo varu	159 kJ/mol
Molární tepelná kapacita	26,74 J.mol−1.K−1
Elektromagnetické vlastnosti
Bezpečnost
GHS02 GHS07 [2] Nebezpečí[2]
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P {{{izotopy}}}
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Thulium ≺ Yb ≻ Lutecium ⋎ No

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Ytterbium je stříbřitě bílý, měkký přechodný kov.

Chemicky je ytterbium poměrně stálé. Na suchém vzduchu se prakticky nemění, ve vlhkém prostředí se pomalu pokrývá vrstvičkou oxidu. Snadno se rozpouští v běžných minerálních kyselinách za vývoje vodíku.

Ve sloučeninách se vyskytuje v mocenství Yb^III a Yb^II, které je vzhledem k elektronové konfiguraci iontu stabilnější než u jiných lanthanoidů. Soli Yb^III vykazují vlastnosti podobné sloučeninám ostatních lanthanoidů a hliníku. Všechny tyto prvky tvoří například vysoce stabilní oxidy, které nereagují s vodou a jen velmi obtížně se redukují. Ze solí anorganických kyselin jsou důležité především fluoridy a fosforečnany, jejich nerozpustnost ve vodě se používá k separaci lanthanoidů od jiných kovových iontů. Ytterbité soli jsou bezbarvé.

Ytterbium objevil roku 1878 švýcarský chemik Jean Charles Galissard de Marignac jako nečistotu v oxidu erbitém a pojmenoval jej po švédské vesnici Ytterby (podle „yttre by“ znamenající "vnější vesnice"), poblíž které bylo nalezeno značné množství minerálů s významným obsahem prvků řady lanthanoidů (terbium, yttrium a erbium). Skutečně čisté elementární ytterbium bylo získáno až v roce 1953.

Výskyt, výroba a využití

Ytterbium se vyskytuje zemské kůře v koncentraci 2,6–3 mg/kg. O jeho obsahu v mořské vodě údaje chybí. Ve vesmíru připadá jeden atom ytterbia na 200 miliard atomů vodíku.

V přírodě se ytterbium vyskytuje pouze ve sloučeninách. Neexistují však ani minerály, v nichž by se některé lanthanoidy (prvky vzácných zemin) vyskytovaly samostatně, ale vždy se jedná o minerály směsné, které obsahují prakticky všechny prvky této skupiny. Mezi nejznámější patří monazity (Ce, La, Th, Nd, Y)PO₄ a xenotim, chemicky fosforečnany lanthanoidů, dále bastnäsity (Ce, La, Y)CO₃F – směsné flourouhličitany prvků vzácných zemin a např. minerál euxenit (Y, Ca, Ce, U, poloostrov Kola v Rusku).

Při průmyslové výrobě prvků vzácných zemin se jejich rudy nejprve louží směsí kyseliny sírové a chlorovodíkové a ze vzniklého roztoku solí se přídavkem hydroxidu sodného vysráží hydroxidy.

Separace jednotlivých prvků se provádí řadou různých postupů – kapalinovou extrakcí, za použití ionexových kolon nebo selektivním srážením nerozpustných komplexních solí.

Příprava čistého kovu se obvykle provádí elektrochemicky z taveniny směsi chloridů ytterbia, vápníku a sodíku. Elementární ytterbium se vylučuje na grafitové katodě, na kladné elektrodě (anodě) dochází k uvolňování elementárního plynného chloru.

Kvůli svému velmi řídkému výskytu a vysoké výrobní ceně čistého kovu nemají v současné době kovové ytterbium ani jeho sloučeniny žádné významné komerční využití. Potenciálním oborem využití jsou výroba laserů a metalurgie při zušlechťování speciálních druhů ocelí.

Odkazy

Reference

1. Standard Atomic Weight of Ytterbium Revised. S. 26. Chemistry International [online]. Září 2015. Svazek 37, čís. 5–6, s. 26. Dostupné online. ISSN 1365-2192. DOI 10.1515/ci-2015-0512. (anglicky)
2. Ytterbium. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-24]. Dostupné online. (anglicky)

Literatura

• Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
• Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
• Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie II. 1. díl, 1. vydání 1961
• N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu ytterbium na Wikimedia Commons
• Slovníkové heslo ytterbium ve Wikislovníku

Portály: Chemie