Itterbio

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

Itterbio
70 Yb                                                                                                                                                                                                                                               tulio ← itterbio → lutezio
Aspetto
Aspetto dell'elemento Metallo grigio lucente
Linea spettrale Linea spettrale dell'elemento
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico	itterbio, Yb, 70
Serie	lantanidi
Gruppo, periodo, blocco	—, 6, f
Densità	6 965 kg/m³
Configurazione elettronica	Configurazione elettronica
Termine spettroscopico	1S0
Proprietà atomiche
Peso atomico	173,04 u
Raggio atomico (calc.)	176 pm
Raggio covalente	187±8 pm
Configurazione elettronica	[Xe]4f146s2
e− per livello energetico	2, 8, 18, 32, 8, 2
Stati di ossidazione	3(basico)
Struttura cristallina	cubica a facce centrate
Proprietà fisiche
Stato della materia	solido
Punto di fusione	1 097 K (824 °C)
Punto di ebollizione	1 467 K (1 194 °C)
Volume molare	2,484×10−5 m³/mol
Entalpia di vaporizzazione	128,9 kJ/mol
Calore di fusione	7,66 kJ/mol
Velocità del suono	1590 m/s a 293,15 K
Altre proprietà
Numero CAS	7440-64-4
Elettronegatività	1,1
Calore specifico	150 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica	3,51×10−6/m·Ω
Conducibilità termica	34,9 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione	603,4 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione	1 174,8 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione	2 417 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione	4 203 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso NA TD DM DE DP 166Yb sintetico 56,7 ore ε 0,304 166Tm 168Yb 0,13% È stabile con 98 neutroni 169Yb sintetico 32,026 giorni ε 0,909 169Tm 170Yb 3,05% È stabile con 100 neutroni 171Yb 14,3% È stabile con 101 neutroni 172Yb 21,9% È stabile con 102 neutroni 173Yb 16,12% È stabile con 103 neutroni 174Yb 31,8% È stabile con 104 neutroni 175Yb sintetico 4,185 giorni β− 0,470 175Lu 176Yb 12,7% È stabile con 106 neutroni 177Yb sintetico 1,911 ore β− 1,399 177Lu
iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento

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.

Caratteristiche

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 16000 atm.

Applicazioni

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'isotopo ¹⁷¹Yb è stato utilizzato nella realizzazione di orologi atomici grazie alla precisione della frequenza di una riga di emissione nel giallo alla frequenza di 518'295'836'590'863.59(31) Hz

Storia

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.

Disponibilità

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.

Isotopi

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 stati metastabili 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.

Precauzioni

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.

Bibliografia

• Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1.
• R. Barbucci, A. Sabatini e P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998 (archiviato dall'url originale il 22 ottobre 2010).
• (EN) Albert Stwertka, Guide to the Elements – Revised Edition, Oxford University Press, 1998, ISBN 0-19-508083-1.

Voci correlate

• Lantanoidi
• Fluoruro di itterbio
• Ossido di itterbio

Altri progetti

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• Wikizionario
• Wikimedia Commons

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Collegamenti esterni

• itterbio, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
• (EN) ytterbium, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
• (EN) Itterbio, su periodic.lanl.gov, Los Alamos National Laboratory. URL consultato il 21 aprile 2005 (archiviato dall'url originale il 20 novembre 2010).
• (EN) It's Elemental – Ytterbium, su education.jlab.org.
• (EN) Itterbio, su WebElements.com.
• (EN) Itterbio, su EnvironmentalChemistry.com.