Itterbio

elemento chimico con numero atomico 70
Itterbio
   

70
Yb
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
tulio ← itterbio → lutezio
Aspetto
Aspetto dell'elemento
Metallo grigio lucente
Generalità
Nome, simbolo, numero atomicoitterbio, Yb, 70
Serielantanidi
Gruppo, periodo, blocco—, 6, f
Densità6 965 kg/m³
Configurazione elettronica
Configurazione elettronica
Proprietà atomiche
Peso atomico173,04 u
Raggio atomico (calc.)176 pm
Raggio covalente(187 ± 8) pm
Configurazione elettronica[Xe]4f146s2
e per livello energetico2, 8, 18, 32, 8, 2
Stati di ossidazione3(basico)
Struttura cristallinacubica a facce centrate
Proprietà fisiche
Stato della materiasolido
Punto di fusione1 097 K (824 °C)
Punto di ebollizione1 467 K (1 194 °C)
Volume molare2,484 × 10−5 /mol
Entalpia di vaporizzazione128,9 kJ/mol
Calore di fusione7,66 kJ/mol
Velocità del suono1 590 m/s a 293,15 K
Altre proprietà
Numero CAS7440-64-4
Elettronegatività1,1
Calore specifico150 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica3,51 × 10−6 /m·Ω
Conducibilità termica34,9 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione603,4 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione1 174,8 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione2 417 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione4 203 kJ/mol
Isotopi più stabili
isoNATDDMDEDP
166Ybsintetico 56,7 oreε0,304166Tm
168Yb0,13% È stabile con 98 neutroni
169Ybsintetico 32,026 giorniε0,909169Tm
170Yb3,05% È stabile con 100 neutroni
171Yb14,3% È stabile con 101 neutroni
172Yb21,9% È stabile con 102 neutroni
173Yb16,12% È stabile con 103 neutroni
174Yb31,8% È stabile con 104 neutroni
175Ybsintetico 4,185 giorniβ0,470175Lu
176Yb12,7% È stabile con 106 neutroni
177Ybsintetico 1,911 oreβ1,399177Lu
iso: isotopo
NA: abbondanza in natura
TD: tempo di dimezzamento
DM: modalità di decadimento
DE: energia di decadimento in MeV
DP: prodotto del decadimento

L'itterbio è l'elemento chimico di numero atomico 70. Il suo simbolo è Yb.

È un metallo tenero di colore argento ed appartiene al gruppo delle terre rare. Si trova nei minerali gadolinite, monazite e xenotime, spesso associato all'ittrio e agli altri lantanoidi.

Indice

CaratteristicheModifica

L'itterbio è un elemento di aspetto metallico lucente; è tenero, malleabile e abbastanza duttile. Viene facilmente dissolto dagli acidi, lentamente reagisce con l'acqua e si ossida per esposizione all'aria. A temperature elevate si incendia spontaneamente convertendosi nel suo ossido.

Dell'itterbio esistono tre forme allotropiche, α, β e γ, le cui temperature di conversione sono −13 °C e 795 °C. La forma β, che esiste a temperatura ambiente, ha un reticolo cristallino cubico a facce centrate.

Normalmente la forma β possiede la conducibilità elettrica tipica dei metalli, ma diventa un semiconduttore quando esposto a pressioni attorno a 16 000 atm.

ApplicazioniModifica

Un isotopo dell'itterbio trova uso come fonte di raggi gamma in dispositivi portatili per controlli non distruttivi.

L'itterbio viene usato come additivo all'acciaio inossidabile per migliorarne la grana, la forza ed altre proprietà reologiche.

Alcune leghe contenenti itterbio hanno trovato uso in odontoiatria. Alcuni suoi sali sono usati per la produzione di dispositivi laser.

Più recentemente l'Itterbio è stato utilizzato nella realizzazione di orologio atomico grazie alla precisione della frequenza di una riga di emissione nel giallo

StoriaModifica

L'itterbio è stato scoperto dal chimico svizzero Jean Charles Galissard de Marignac nel 1878. Marignac individuò un nuovo componente nella terra nota come erbia e lo chiamò itterbia, dal nome della cittadina svedese di Ytterby.

Nel 1907 il chimico francese Georges Urbain separò l'itterbia di Marignac in due frazioni: la neoitterbia e la lutezia. La neoitterbia venne successivamente identificata come l'elemento itterbio e la lutezia venne riconosciuta essere l'elemento lutezio. Anche Auer von Welsbach isolò indipendentemente questi elementi dall'itterbia in un periodo simile e li chiamò aldebaranio e cassiopeio.

Le proprietà chimiche e fisiche dell'itterbio non furono determinate in dettaglio fino al 1953 quando venne prodotto l'itterbio puro.

DisponibilitàModifica

L'itterbio si trova in alcuni rari minerali, accompagnato ad altri elementi del gruppo delle terre rare. La sua principale fonte commerciale è la monazite che ne contiene lo 0,03%.

L'itterbio è difficile da separare dagli altri elementi ad esso simili; solo in tempi recenti è stato possibile isolarlo attraverso tecniche di estrazione e scambio ionico.

I composti chimici dell'itterbio sono rari.

IsotopiModifica

L'itterbio in natura si compone di 7 isotopi stabili; 168Yb, 170Yb,171Yb,172Yb,173Yb,174Yb,176Yb, di cui il più abbondante è 174Yb (31,8%).

Dell'itterbio sono noti 22 isotopi radioattivi di cui i più stabili sono 169Yb (con emivita di 32,026 giorni), 175Yb (4,185 giorni) e 166Yb (56,7 ore). Tutti gli altri hanno emivite inferiori alle 2 ore e la maggior parte di essi inferiore a 20 minuti. Ne esistono anche 6 metastati ed il più stabile di essi è 169mYb (emivita di 46 secondi).

La principale modalità di decadimento degli isotopi più leggeri di 174Yb è la cattura elettronica con conversione in isotopi di tulio; quelli più pesanti subiscono invece preferenzialmente un decadimento beta con conversione in isotopi di lutezio.

PrecauzioniModifica

Benché l'itterbio sia abbastanza stabile, è meglio conservarlo in contenitori sigillati, per proteggerlo dal contatto con l'aria e l'umidità. La polvere di itterbio metallico può incendiarsi spontaneamente all'aria.

Tutti i composti dell'itterbio sono considerati tossici; sono noti per causare irritazione alla pelle e agli occhi e sono sospetti cancerogeni.

BibliografiaModifica

Voci correlateModifica

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