Иттербий

(от назв. Селения Иттербю, Ytterby в Швеции. Лат. Ytterbium) Yb, хим. Элемент III гр. Периодич. Системы, ат. Н. 70, ат. М. 173,04. Относится к редкоземельным элементам (иттриевая подгруппа). Прир. И. Состоит из 7 стабильных изотопов 168Yb (0,14%), l70Yb (3,03%), 171Yb (14,31%), 172Yb (21,82%), l73Yb (16,13%), 174Yb (31,84%) и i76Yb (12,73%). Конфигурация внеш. Электронных оболочек 4fl45s25p66s2. Степени окисления +3 и +2. Энергия ионизации при последоват. Переходе от Yb0 к Yb3+ соотв. 6,2539, 12,17 и 25,50 эВ. Атомный радиус 0,193 нм, ионный радиус (в скобках указаны координац. Числа) Yb3+ 0,101 нм (6), 0,107 нм (7), 0,113 нм (8), 0,118 нм (9), Yb2+ 0,116 нм (6), 0,122 нм (7), 0,128 нм (8). И. - один из наименее распространенных РЗЭ, его содержание в земной коре составляет 3,3.10-5% по массе, в морской воде - 5,2.10-7 мг/л.

Вместе с др. РЗЭ содержится в минералах бастнезите, монаците, фергюсоните, ксенотиме, гадолините, талените, эвксените и др. И. - металл светло-серого цвета. До 792°С устойчива a-форма. Решетка кубическая типа Сu, а= 0,54862 нм, z = 4, пространств. Группа Fm3m. Измеренная плотн. 7,02 г/см 3, рентгеновская - 6,958 г/см 3. Выше 792 °С устойчива b-форма. Решетка кубическая типа a-Fe, а =0,444 нм, z= 2, пространств. Группа Im3m, рентгеновская плотн. 6,56 г/см 3 (798 °С). DH0 перехода a . B 1,75 кДж/молъ. Т. Пл. 824 °С, т. Кип. 1211°С. С 0p 26,7 кДж/(моль. К). DH0 пл 7,66 кДж/моль, DH0 исп 130 кДж/моль. S0298 59,8 Дж/(моль. К). Давление пара 524 Па (727 °C). Температурный коэф. Линейного расширения 2,99.10-5 К -1. R 2,7.10-7 Ом. М.

Парамагнитен, магн. Восприимчивость + 639.10-6 (90 К). Легко поддается мех. Обработке. Твердость по Бринеллю 343 МПа. И. Слабо окисляется на воздухе, быстро - выше 400 °С, превращаясь в смесь оксида и карбоната. Реагирует с минер. К-тами при комнатной т-ре. В кипящей воде на воздухе окисляется медленно. При нагревании взаимод. С галогенами. В присут. Восстановителей (амальгама щелочного металла, Mg в среде соляной к-ты), а также при электролизе Yb3+ переходит в Yb2+. Соед. Yb(II) в водных средах быстро окисляются. Ниже приводятся сведения о наиб. Важных соед. И. Оксид (сесквиоксид) Yb2 О 3 - бесцв. Кристаллы с кубич. Решеткой типа Fe2O3 ( а =1,0435 нм, z= 16, пространств. Группа Ia3. Плотн. 9,213 г/см 3). Переходит в моноклинную модификацию типа Sm2O3 (a = 1,373 нм, b =0,3410 нм, с =0,8452 нм, b = 100,17°, z = 6, пространств.

Группа С2/m, плотн. 10,00 г/см 3) при 823 К и давлении 5000 МПа. Т. Пл. 2430°С. С 0p115,4 Дж/(моль. К). DH0 обр -1814,6 кДж/моль. S0298 133,1 Дж/(моль. К). Получают разложением оксалата, нитрата или др. Солей на воздухе обычно при 800-1000°. С. М. Б. Использован как компонент керамики, люминофоров. Трифторид YbF3 существует в двух кристаллич. Модификациях. С орторомбич. Решеткой типа Fe3C (a =0,6216 нм, b= 0,6786 нм, с =0,4434 нм, z = 4, пространств. Группа Рпта, плотн. 8,168 г/см 3) и с тригональной типа a-UO3 ( а =0,4036 нм, с= 0,4160 нм. Z = 6, пространств. Группа C3ml). Т. Пл. 1162°С. C0p 98 Дж/(моль. К). DH0 обр -1657 кДж/моль. S0298 111,3 Дж/(моль. К). Плохо раств. В воде. Образует кристаллогидраты. Получают гидраты осаждением из водных р-ров солей Yb(III) при действии фтористоводородной к-ты, безводную соль - взаимод.

Yb2O3 с газообразным HF или F2, дегидратацией гидрата, разложением фтораммонийных комплексов при 400-500 °С и др. Применяют для получения И. Трихлорид YbСl3 - бесцв. Гигроскопичные кристаллы с моноклинной типа АlСl3 решеткой (а= 0,673 нм, b =1,165 нм, с= 0,638 нм, b = 110,4°, z = 4, пространств. Группа С2/m). Т. Пл. 875 °С (кипит с разл.). DH0 обр -961,1 кДж/моль. S0298 125,5 Дж/(моль. К). Получают взаимод. Смеси Сl2 и ССl4 с Y2O3 или Yb2(C2O4)3 выше 200 °С, хлорированием Yb выше 100°С и др. Гидроксид Yb(OH)3 образуется при действии щелочей на водорастворимые соли Yb(III). В момент образования аморфен, при длит. Хранении под маточным р-ром кристаллизуется. Плохо раств. В воде. Используют для получения соед. Yb(III), а также при разделении смесей РЗЭ фракционным осаждением гидроксидов [гидролиз солей Yb(III) и осаждение Yb(OH)3 происходит при рН 6,0-6,5, гидроксиды остальных РЗЭ, за исключением Sc и Lu, осаждаются при более высоких рН].

Для количеств. Выделения И. Из р-ров чаще всего используют плохо растворимый оксалат. Его осаждают добавлением к водному р-ру соли Yb(III) р-ра Н 2 С 2 О 4 или (NH2)2C2O4. Разлагается при 800-900°С с образованием Yb2O3. Комплексные соед. Yb(III) в ряду РЗЭ относительно устойчивы благодаря небольшому ионному радиусу Yb3+. Наиб. Важны комплексные нитраты, сульфаты, фториды, комплексонаты, b-дикетонаты и нек-рые др. Соединения И. С этилендиаминтетрауксусной к-той используют при получении чистых препаратов И. Методом ионообменной хроматографии и экстракцией трибутилфосфатом. При разделении природных смесей РЗЭ И. Концентрируется вместе с Y и самыми тяжелыми лантаноидами - Еr, Tm, Lu. Соед. И., свободные от примесей др. РЗЭ, выделяют ионообменной хроматографией или избирательным восстановлением на ртутном катоде в щелочной среде (LiOH, NaOH) и в присут.

Комплексообразующего агента - цитрата щелочного металла. Металлич. И. Получают восстановлением Yb2O3 лантаном, углеродом или электролизом расплава его хлорида. Очищают перегонкой в вакууме. И. В смеси с др. РЗЭ действует как раскислитель и модификатор сталей. И. Открыл в 1878 Ж. Мариньяк в виде иттербиевой "земли" - Yb2O3. Лит. См. При ст. Редкоземельные элементы. Л. И. Мартыненко, С. Д. Моисеев, Ю. М. Киселев. .