عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
70Yb

إيتربيوم

إيتربيوم عنصر كيميائي عدده الذري 70 ورمزه Yb. يقع في الدورة 6، المجموعة — ضمن القطاع f. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Xe] 4f14 6s2.

العدد الذري70
الكتلة الذرية القياسية173.045(10)
المجموعة—
الدورة6
القطاعf
التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f14 6s2
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

ينتمي إيتربيوم إلى اللانثانيدات، حيث يجري امتلاء تحت المستوى 4f تدريجياً. تكون حالة الأكسدة +3 شائعة، بينما تمنح إلكترونات f غير المزدوجة كثيراً من عناصر السلسلة خواص مغناطيسية وطيفية مميزة.

التوزيع الإلكتروني لـإيتربيوم هو [Xe] 4f14 6s2. إلكترونات 4f محجوبة نسبياً بالإلكترونات الخارجية، ولذلك تتشابه كيمياء اللانثانيدات المتجاورة، مع فروق دقيقة في نصف القطر والتوزيع الإلكتروني تؤثر في الفصل والأطياف والمغناطيسية.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

يُكوّن إيتربيوم غالباً أيونات في حالة الأكسدة +3 ضمن الأكاسيد والهاليدات والمعقدات التناسقية. تتشابه كيمياؤه مع اللانثانيدات المجاورة، بينما تضيف إلكترونات f فروقاً مهمة في المغناطيسية والأطياف واللون.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 6.9 g/cm³. نقطة الانصهار هي 1 097 K (823.9 °C). نقطة الغليان هي 1 469 K (1 196 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد إيتربيوم وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر إيتربيوم في تطبيقات مرتبطة بـليزر الألياف، سبائك وبحث علمي. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

ليزر الألياف

يُستخدم إيتربيوم في الألياف البصرية أو مادة مطعمة لضبط انتقال الضوء أو تضخيمه أو الاستجابة في نطاق الأشعة تحت الحمراء.

سبائك

يُضاف إيتربيوم إلى الفلزات أو السبائك لتعديل القوة ومقاومة التآكل وسلوك الانصهار أو الأداء عند درجات الحرارة المرتفعة.

بحث علمي

يُنتج إيتربيوم أو يُعزل أو يُقاس أساساً في الأبحاث التي تختبر الاتجاهات الذرية والنووية والدورية، وليس للاستخدام التجاري واسع النطاق.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع إيتربيوم في الدورة 6 ضمن سلسلة القطاع f. العناصر المجاورة المعروضة هي: إربيوم؛ ثوليوم؛ لوتيتيوم؛ هافنيوم. وتساعد المقارنة على امتداد السلسلة في تتبع التغير التدريجي في نصف القطر والتوزيع الإلكتروني وحالات الأكسدة والخواص المغناطيسية أو البصرية.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيفلانثانيد
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 18 · 32 · 8 · 2
الكثافة6.9 g/cm³
نقطة الانصهار1 091 K (817.9 °C)
نقطة الغليان1 469 K (1 196 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ—
طاقة التأين الأولى603.4 kJ/mol
الألفة الإلكترونية-1.93 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف إيتربيوم بأعمال جان شارل غاليسار دي مارينياك. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـإيتربيوم هي 173.045(10). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.

لـإيتربيوم نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

تعتمد مخاطر إيتربيوم على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.