Ytterbium

Ytterbium - chemisches Zeichen Yb, Ordnungszahl 70 - ist ein silberglänzendes, sehr dehnbares und weiches, in drei Modifikationen auftretendes, metallisches, chemisches Element aus der Gruppe der Lanthanoide (Seltene Erden).

Übersicht: Allgemeine Daten zum Ytterbium

Bezeichnung:Ytterbium Symbol:Yb Ordnungszahl:70 Atommasse:173,045(10) u Periodensystem-Stellung:6. Periode, Lanthanoide, f-Block. Gruppen-Zugehörigkeit:Seltene Erden. Entdeckung:1878 - Jean Charles Galissard de Marignac. Bedeutung des Namens:Ytterby - schwedische Ortschaft, Fundort. Englischer Name:Ytterbium CAS-Nummer:7440-64-4 InChI-Key:NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N

Das Ytterbium-Atom

Das Yb-Atom - und damit das chemische Element Ytterbium - ist eindeutig durch die 70 positiv geladenen Protonen im Atomkern definiert. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Ytterbium-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Ytterbium-Isotope bzw. Yb-Nuklide zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Elektronenkonfiguration

Symbol

Kurzform

[Xe] 4f¹⁴ 6s²

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Ytterbium-Atom zu trennen.

1. IE:

6,25416 eV

2. IE:

12,176 eV

3. IE:

23,05 eV

4. IE:

43,56 eV

5. IE:

6. IE:

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Ytterbium-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

K	LI	LII	LIII
1s	2s	2p_1/2	2p_3/2
61332	10486	9978	8944

MI	MII	MIII	MIV	MV
3s	3p_1/2	3p_3/2	3d_3/2	3d_5/2
2398	2173	1950	1576	1528

NI	NII	NIII	NIV	NV	NVI	NVII
4s	4p_1/2	4p_3/2	4d_3/2	4d_5/2	4f_5/2	4f_7/2
480,5	388,7	339,7	191,2	182,4	2,5	1,3

OI	OII	OIII	OIV	OV
5s	5p_1/2	5p_3/2	5d_3/2	5d_5/2
52,0	30,3	24,1

Weitere Daten

Atomradius:222 pm (berechnet)
175 pm (empirisch, nach Slater) Kovalente Radien:187(8) pm (nach Cordero et al.)
170 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
129 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.) Van-der-Waals-Radius:200 pm Molvolumen:24,84 cm³ mol^-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ω_K: 0,947; ω_L1: 0,134; ω_L2: 0,243; ω_L3: 0,222 Coster-Kronig-Übergänge:F₁₂: 0,142; F₁₃: 0,312; F₂₃: 0,14 Termsymbol:¹S₀

Ionenradius

Ionenradien der Yb(II)- und Yb(III)-Kationen in pm:

Ion	KoZ	I_effektiv	I_kristall	Anmerkungen
Yb²⁺ Yb²⁺ Yb³⁺ Yb³⁺ Yb³⁺	6 8 6 8 9	102 114 86,8 99 104	116 100,8

Spektrallinien des Ytterbiums

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Ytterbiums mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Chemische Daten

Elektronegativität:1,10 nach PaulingElektronaffinität:-0,02 eV bzw. -1,93 kJ mol^-1Oxidationsstufen:+ 3 (+2, +1)

Standardpotentiale

Normalpotential des Ytterbiums:

E⁰ (V)	N_ox	Name Ox.	Ox.	e^-	⇔	Red.	Name Red.	N_ox
-2,76	+ II	Ytterbium(II)-Kation	Yb²⁺	+ 2 e^-	⇔	Yb	Ytterbium	0
-2,19	+ III	Ytterbium(III)-Kation	Yb³⁺	+ 3 e^-	⇔	Yb	Ytterbium	0
-1,05	+ III	Ytterbium(III)-Kation	Yb³⁺	+ e^-	⇔	Yb²⁺	Ytterbium(II)-Kation	+ II

Material- und physikalische Eigenschaften des Ytterbiums

Die nachfolgende Tabelle führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Ytterbium-Metalls auf.

Schmelzpunkt:824 °C Schmelzenthalpie (molar):7,66 kJ mol^-1 Siedepunkt:1196 °C Verdampfungsenthalpie:159 kJ mol^-1 Wärmekapazität:26,74 J mol^-1 K^-1 (molar)
0,155 J g^-1 K^-1 (spezifisch) Debye-Temperatur:118 K Thermische Leitfähigkeit:38,5 W m^-1 K^-1 Wärmeausdehnung:26,3 μm m^-1 K^-1 bei 25 °C (β) Elektrische Leitfähigkeit:4,0 × 10⁶ A V^-1 m^-1 Elektrischer Widerstand:0,250 μΩ m bei 20 °C Dichte:6,973 g cm^-3, 25 °C
6,21 g cm^-3 (flüssig, am Schmelzpunkt) Elastizitätsmodul:23,9 GPa (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):13,3 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,0752 GPa^-1 300 K Poisson-Zahl:0,207 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:kubisch-flächenzentriert - fcc Gitterkonstanten:a = 548,1 pm Härte:nach Vickers: 0,206 GPa
nach Brinell: 0,343 GPa Magnetismus:paramagnetisch Magnetische Suszeptibilität:+249,0 × 10^-6 cm³ mol^-1 Schallgeschwindigkeit:1590 m s^-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:0,0 kJ mol^-1 (Feststoff, Kristall)
152,3 kJ mol^-1 (gasförmig) Gibbs Freie Enthalpie:118,4 kJ mol^-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:59,9 J mol^-1 K^-1 (Feststoff, Kristall)
173,1 J mol^-1 K^-1 (gasförmig)

Geochemie, Vorkommen, Verteilung

Die nachfolgende Tabelle führt die Ytterbium-Verteilung in verschiedenen geologischen Medien auf.

Erdkruste:3,2 mg kg^-1 (ppmw, bezogen auf die Masse) Erdmantel:462 ppb Meerwasser:0,00000082 mg L^-1 (ppmw, bezogen auf die Masse) Sonnensystem:0,00000025 (bezogen auf Silicium, Si=1)

Externe Informationsangebote

Gruppenelemente - Informationen

Lanthanoide
Allgemeines, Trennung, Gewinnung, Eigenschaften, 4f-Orbitale etc.. Universität Bielefeld

Lanthanoide
Vorlesungsmaterialien: Chemie der Metalle. Universität Freiburg

Lanthanoide
Entdeckung der Lanthanoide; Besonderheiten der Lanthanoide; Elektronenkonfigurationen; Ionenaustauscherverfahren; Lanthanoidenkontraktion; Oxidationsstufen; Verwendung. Universität Bayreuth

Einzelne Verbindungen

Ytterbium und Ytterbiumverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbaren Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche

Ytterbiumcarbid
Synthese, strukturelle und physikalische Charakterisierung von Seltenerdcarbiden. Dissertation, 2007. Universität Köln

Synthese, Herstellung, Produktion

Lanthanoid Trennung
Gewinnung und Trennung von Lanthanoiden. FH Münster - Format: PDF

Trennung und Gewinnung
... der einzelnen Lanthanoide. FH Münster - Format: PDF

Geochemie und Biogeochemie

Geochemie der Seltenen Erden
Umfassendes Vorlesungsskript. Universität Köln - Format: PDF

Seltenerdmineralien
Auflistung und prozentuale Zusammensetzung der einzelnen in der Natur auftretenden, Seltene Erden enthaltenen Mineralien

Ytterbiumhaltige Minerale
Informationen zum Ytterbium und den Ytterbiummineralien. Mineralien Atlas

Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 15.05.2020.

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