Itérbio

Itérbio
Túlio ← Itérbio → Lutécio -     70 Yb                                                                                                                                                                                                                                           ↑ Yb ↓ No Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
branco prateado Pedaços de Itérbio.
Informações gerais
Nome, símbolo, número	Itérbio, Yb, 70
Série química	Lantanídios
Grupo, período, bloco	n/a, 6, f
Densidade, dureza	6570 kg/m3, n/a
Número CAS	7440-64-4
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atômica	173,054 u
Raio atómico (calculado)	176 pm
Raio covalente	187±8 pm
Raio de Van der Waals	pm
Configuração electrónica	[Xe] 4f14 6s2
Elétrons (por nível de energia)	2, 8, 18, 32, 8, 2 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação	3, 2 (óxido básico)
Óxido
Estrutura cristalina	cúbico de faces centradas
Propriedades físicas
Estado da matéria	sólido
Ponto de fusão	1097 K
Ponto de ebulição	1469 K
Entalpia de fusão	7,66 kJ/mol
Entalpia de vaporização	159 kJ/mol
Temperatura crítica	K
Pressão crítica	Pa
Volume molar	m3/mol
Pressão de vapor	1 Pa a 736 K
Velocidade do som	1590 m/s a 20 °C
Classe magnética
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie	K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)	1,1
Calor específico	150 J/(kg·K)
Condutividade elétrica	3,51×106 S/m
Condutividade térmica	34,9 W/(m·K)
1º Potencial de ionização	603,4 kJ/mol
2º Potencial de ionização	1174,8 kJ/mol
3º Potencial de ionização	2417 kJ/mol
4º Potencial de ionização	4203 kJ/mol
5º Potencial de ionização	kJ/mol
6º Potencial de ionização	kJ/mol
7º Potencial de ionização	kJ/mol
8º Potencial de ionização	kJ/mol
9º Potencial de ionização	kJ/mol
10º Potencial de ionização	kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD MeV 166Yb sintético 56,7 h ε 0,304 166Tm 168Yb 0,13% estável com 98 neutrões 169Yb sintético 32,026 d ε 0,909 169Tm 170Yb 3,04% estável com 100 neutrões 171Yb 14,28% estável com 101 neutrões 172Yb 21,83% estável com 102 neutrões 173Yb 16,13% estável com 103 neutrões 174Yb 31,83% estável com 104 neutrões 175Yb sintético 4,185 d β− 0,470 175Lu 176Yb 12,76% estável com 106 neutrões 177Yb sintético 1,911 h β− 1,399 177Lu
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

O itérbio ou yttérbio(em homenagem a cidade de Ytterby, na Suécia) é um elemento químico da tabela periódica que apresenta símbolo Yb e número atômico 70 (70 prótons e 70 elétrons) com massa atómica 173 u.

O itérbio é um elemento metálico prateado e macio. É uma terra rara da série dos lantanídios que é encontrado nos minerais gadolinita, monazita e xenótimo. O itérbio se associa as vezes com o ítrio e outros elementos relacionados, e é usado em alguns aços. O itérbio natural é uma mistura de 7 isótopos estáveis. A temperatura ambiente encontra-se no estado sólido. Existem poucas aplicações para este elemento. Foi descoberto em 1878 por Jean Charles Galissard de Marignac.

Características principais

O itérbio é um elemento macio, maleável e bastante dúctil que exibe um brilho prateado. É uma terra rara, facilmente atacável e solúvel por ácidos minerais. Reage lentamente com a água, e se oxida no ar.

O itérbio apresenta 3 alótropos, chamados alfa, beta e gama, com pontos de transformação a -13 °C e 795 °C. A forma beta ocorre na temperatura ambiente e apresenta uma estrutura cristalina centrada nas faces, por outro lado, a forma gama ocorre em temperaturas elevadas e apresenta uma estrutura cristalina centrada no corpo.

Normalmente, a forma beta tem uma condutividade elétrica similar a dos metais, porém se comporta como um semicondutor a pressões próximas de 16 000 atm. Sua resistência elétrica se multiplica por dez a 39 000 atm, porém a 40 000 atm cai bruscamente próximo a 10% da sua resistividade à temperatura ambiente.

Aplicações

Yb2Co13Fe3Mn é o imã mais forte do mundo, mas é muito caro. Um isótopo do itérbio se tem usado como fonte de radiação alternativa para uma máquina de raios-X portátil quando a eletricidade não estava disponível. Seu metal pode ser usado para melhorar o refinamento dos grânulos, a resistência e outras propriedades mecânicas do aço inoxidável. Algumas ligas metálicas de itérbio são usados em odontologia. Existem poucas aplicações para este elemento.

História

O itérbio (de Ytterby, uma cidade da Suécia) foi descoberto pelo químico suíço Jean Charles Galissard de Marignac em 1878. Marignac encontrou um novo componente numa terra então denominada érbia, e o chamou de "iterbia" (por ter sido o componente encontrado na cidade de Ytterby). Ele desconfiava que a itérbia era um composto de um novo elemento que batizou de itérbio que foi, de fato, a primeira terra rara descoberta.

Em 1907, o químico francês Georges Urbain separou a iterbia de Marignac em dois componentes, "neoitérbia" e "lutécia". A neoiterbia era o elemento que passaria mais tarde a chamar-se itérbio, e a lutécia passaria a ser o elemento lutécio. Independentemente, Auer von Welsbach isolou estes elementos da itérbia mais ou menos na mesma época, porém os batizou "aldebaranio" e "casiopeo".

Em 1937, Klemm e Bonner, isolaram o itérbio pela redução do seu tricloreto com potássio.

As propriedades químicas e físicas do itérbio não puderam ser determinadas até 1953, quando se produziu o metal praticamente puro.

Abundância e obtenção

O itérbio é encontrado com outras terras raras em vários minerais raros. Obtém-se comercialmente com maior frequência a partir da areia monazítica (~0,03% de itérbio). Também é encontrado na euxenita e no xenotime. Normalmente é difícil separar o itérbio de outras terras raras, porém as técnicas de troca iônica e extração por solventes desenvolvidos nos finais do século XX tem simplificado esta separação. Os compostos de itérbio são raros.

Isótopos

O itérbio aparece na natureza composto de 7 isótopos estáveis: ¹⁶⁸Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴Yb, e ¹⁷⁶Yb, sendo o ¹⁷⁴Yb o mais abundante (31,8% de abundância natural). Se tem caracterizado 22 radioisótopos, sendo os mais estáveis o Yb-169 com uma meia-vida de 32,026 dias, o ¹⁷⁵Yb com uma meia-vida de 4,185 dias, e o ¹⁶⁶Yb com uma meia-vida de 56,7 horas. O resto dos isótopos radioativos tem meias-vidas inferiores a 2 horas, e a maioria destes com menos de 20 minutos. Este elemento tem também 6 metaestáveis, sendo o mais estável o ^169mYb (t_½ 46 segundos).

A massa atómica dos isótopos de itérbio variam de 150,955 u (¹⁵¹Yb) a 179,952 u (¹⁸⁰Yb). O principal modo de decaimento anterior ao isótopo estável mais abundante, ¹⁷⁴Yb, é a captura eletrônica, e o principal modo posterior é a emissão beta. Os produtos de decaimento primários anteriores ao ¹⁷⁴Yb são os isótopos do elemento 69 túlio, e os produtos de decaimento primários prossteriores são os isótopos do elemento 71 lutécio.

Precauções

Mesmo sendo o itérbio bastante estável, deve-se de todas as formas armazena-lo em recipientes lacrados para protege-lo do ar e da umidade. Todos os compostos de itérbio devem ser tratados como altamente tóxicos, mesmo que estudos preliminares indiquem que o perigo é limitado. Se sabe que os compostos de itérbio causam irritação a pele e olhos. O pó de itérbio metálico pode incendiar-se e explodir.

Referências

• Los Alamos National Laboratory - Ytterbium
• Guide to the Elements - Revised Edition, Albert Stwertka, (Oxford University Press; 1998) ISBN 0-19-508083-1
• It's Elemental - Ytterbium

Ligações externas

• WebElements.com - Ytterbium - em inglês
• EnvironmentalChemistry.com - Ytterbium - em inglês
• Imágenes de alta resolución y detalles sobre el iterbio metálico - em inglês