Iterb (Yb)

Iterb w układzie okresowym

Pierwiastek leży w szóstym okresie, czyli w szóstym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 6 powłokach. Należy do lantanowce, dla których nie podaje się numeru grupy. W temperaturze pokojowej Iterb jest ciałem stałym (topnieje w 824 °C, wrze w 1196 °C).

Iterb — co to za pierwiastek

Najdokładniejsze dziś zegary atomowe chodzą na atomach iterbu.

Właściwości pierwiastka Iterb

Iterb jest srebrzystobiałym, miękkim i kowalnym lantanowcem o gęstości 6,9 g/cm³. Nietypowo jak na metal tej grupy topi się już w 824 °C i wrze w 1196 °C, więc pozostaje ciekły w wąskim zakresie temperatur i stosunkowo łatwo paruje. Na powietrzu powoli matowieje, pokrywając się tlenkiem; z wodą reaguje powoli, z kwasami żwawo, wydzielając wodór. Wyróżnia się wśród lantanowców tym, że oprócz typowego stopnia utlenienia +3 tworzy również trwałe związki na stopniu +2, w których jest silnym reduktorem. Nie jest promieniotwórczy i ma niską toksyczność. Jest wyraźnie miększy od większości metali i daje się kroić. Pod dużym ciśnieniem zmienia strukturę krystaliczną, a to odpowiada za jego nietypowe zachowanie w czujnikach nacisku.

Zastosowanie pierwiastka Iterb

Iterb ma dziś dwa naprawdę ważne zastosowania. Pierwsze to pomiar czasu: w zegarach optycznych chłodzi się i unieruchamia atomy iterbu, a częstotliwość ich przejść elektronowych służy za wzorzec — to jedne z najdokładniejszych przyrządów zbudowanych przez człowieka. Drugie to lasery: włókna szklane domieszkowane jonami iterbu tworzą lasery światłowodowe dużej mocy, którymi tnie się i spawa blachy oraz znakuje metalowe elementy. Iterb dodaje się także do stali nierdzewnej, poprawiając jej właściwości mechaniczne. Wykorzystuje się go w czujnikach nacisku, bo opór elektryczny iterbu wyraźnie zmienia się pod dużym ciśnieniem. Z izotopu iterbu-176 wytwarza się lutet-177, stosowany w medycynie nuklearnej. Iterb bywa też źródłem promieniowania w przenośnych aparatach do prześwietlania spoin i odlewów, tam gdzie nie da się ustawić dużego urządzenia rentgenowskiego. Trafia ponadto, razem z innymi lantanowcami, do szkieł i ceramiki specjalnego przeznaczenia.

Iterb — najważniejsze związki chemiczne

Najważniejszy jest tlenek iterbu Yb₂O₃, biały proszek, w którego postaci pierwiastek trafia do handlu; służy jako domieszka do szkła laserowego i do ceramiki. Fluorek YbF₃ i chlorek YbCl₃ wykorzystuje się przy otrzymywaniu metalu i w syntezie. Osobną grupę stanowią związki iterbu na drugim stopniu utlenienia, jak jodek YbI₂ — chętnie oddają elektron, dlatego chemicy stosują je jako reduktory w reakcjach organicznych. Wodorotlenek Yb(OH)₃ wytrąca się z roztworów soli po dodaniu zasady, a azotan(V) i siarczan(VI) iterbu są dobrze rozpuszczalne i służą do dalszych przemian.

Iterb — gdzie go spotykasz

• zegary optyczne
• stal nierdzewna
• czujniki nacisku

Iterb w szkole — co trzeba wiedzieć

Iterb to lantanowiec o liczbie atomowej 70, blok f, szósty okres, konfiguracja [Xe] 4f¹⁴ 6s². W szkole rzadko wymaga się szczegółów; ważniejsze jest, żeby wiedzieć, że lantanowce to czternaście pierwiastków wypisanych w osobnym wierszu pod tablicą i że prawie wszystkie występują na stopniu utlenienia +3. Iterb jest jednym z wyjątków, bo tworzy też jony na +2. Największa pułapka to nazwy i symbole: iterb Yb, itr Y, terb Tb oraz erb Er — cztery mylnie podobne nazwy, wszystkie pochodzące od tej samej szwedzkiej wsi. Jeśli zadanie każe zapisać konfigurację, pamiętaj, że u lantanowców zapełnia się podpowłoka 4f, leżąca głębiej niż powłoka zewnętrzna — stąd ich duże chemiczne podobieństwo.

Iterb — historia odkrycia

W 1878 roku szwajcarski chemik Jean Charles de Marignac rozdzielał tlenki pierwiastków ziem rzadkich i stwierdził, że to, co uważano za jednolitą erbię, kryje jeszcze jeden składnik. Nowy tlenek nazwał iterbią, a pierwiastek — iterbem. Nazwa pochodzi od Ytterby, niewielkiej wsi pod Sztokholmem, w której kamieniołomie znaleziono minerał będący źródłem wielu nowych pierwiastków. Późniejsze badania pokazały, że i iterbia nie była jednorodna, i wydzielono z niej jeszcze lutet. Rozdzielanie pierwiastków ziem rzadkich było wtedy pracą na lata: różnią się one tak nieznacznie, że wymagało to setek powtarzanych krystalizacji.

Iterb — skąd wzięła się nazwa

od wsi Ytterby

Iterb — izotopy

iterb-174 dominuje

Iterb — bezpieczeństwo

Niskotoksyczny.

Ciekawostki o pierwiastku Iterb

• Zegar na atomach iterbu myli się o sekundę raz na kilka miliardów lat.
• Ytterby to jedyna wieś na świecie, od której nazwano cztery pierwiastki: itr, iterb, terb i erb.
• Lasery z włóknem domieszkowanym iterbem mają moc wystarczającą do cięcia grubej stalowej blachy.
• Zegary optyczne są tak czułe, że rejestrują wpływ grawitacji — czas płynie w nich mierzalnie inaczej po podniesieniu przyrządu o niewielką wysokość.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Iterb