Ytterbium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Pronunciation | /ɪˈtɜːrbiəm/ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Appearance | silvery white; with a pale yellow tint[1] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standard atomic weight Ar°(Yb) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ytterbium in the periodic table | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Atomic number (Z) | 70 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Group | f-block groups (no number) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Period | period 6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Block | f-block | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electron configuration | [Xe] 4f14 6s2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electrons per shell | 2, 8, 18, 32, 8, 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Physical properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Phase at STP | solid | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Melting point | 1097 K (824 °C, 1515 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Boiling point | 1469 K (1196 °C, 2185 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Density (at 20° C) | 6.967 g/cm3 [4] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
when liquid (at m.p.) | 6.21 g/cm3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Heat of fusion | 7.66 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Heat of vaporization | 129 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar heat capacity | 26.74 J/(mol·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vapor pressure
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Atomic properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidation states | common: +3 0,[5] +1,[6] +2[7] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electronegativity | Pauling scale: 1.1 (?) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ionization energies |
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Atomic radius | empirical: 176 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Covalent radius | 187±8 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Spectral lines of ytterbium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Other properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Natural occurrence | primordial | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Crystal structure | face-centered cubic (fcc) (cF4) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lattice constants | a = 548.46 pm (at 20 °C)[4] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thermal expansion | 24.31×10−6/K (at 20 °C)[4] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thermal conductivity | 38.5 W/(m⋅K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electrical resistivity | β, poly: 0.250 µΩ⋅m (at r.t.) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Magnetic ordering | paramagnetic | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar magnetic susceptibility | +249.0×10−6 cm3/mol (2928 K)[8] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Young's modulus | β form: 23.9 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Shear modulus | β form: 9.9 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bulk modulus | β form: 30.5 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Speed of sound thin rod | 1590 m/s (at 20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Poisson ratio | β form: 0.207 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vickers hardness | 205–250 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Brinell hardness | 340–440 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS Number | 7440-64-4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
History | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Naming | after Ytterby (Sweden), where it was mined | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Discovery | Jean Charles Galissard de Marignac (1878) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
First isolation | Carl Auer von Welsbach (1906) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isotopes of ytterbium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Ytterbium is a chemical element; it has symbol Yb and atomic number 70. It is a metal, the fourteenth and penultimate element in the lanthanide series, which is the basis of the relative stability of its +2 oxidation state. Like the other lanthanides, its most common oxidation state is +3, as in its oxide, halides, and other compounds. In aqueous solution, like compounds of other late lanthanides, soluble ytterbium compounds form complexes with nine water molecules. Because of its closed-shell electron configuration, its density, melting point and boiling point are much lower than those of most other lanthanides.
In 1878, Swiss chemist Jean Charles Galissard de Marignac separated from the rare earth "erbia" (another independent component) which he called "ytterbia", for Ytterby, the village in Sweden near where he found the new component of erbium. He suspected that ytterbia was a compound of a new element that he called "ytterbium". (In total, four elements were named after the village, the others being yttrium, terbium, and erbium.) In 1907, the new earth "lutecia" was separated from ytterbia, from which the element "lutecium" (now lutetium) was extracted by Georges Urbain, Carl Auer von Welsbach, and Charles James. After some discussion, Marignac's name "ytterbium" was retained. A relatively pure sample of the metal was not obtained until 1953. At present, ytterbium is mainly used as a dopant of stainless steel or active laser media, and less often as a gamma ray source.
Natural ytterbium is a mixture of seven stable isotopes, which altogether are present at concentrations of 0.3 parts per million. This element is mined in China, the United States, Brazil, and India in form of the minerals monazite, euxenite, and xenotime. The ytterbium concentration is low because it is found only among many other rare-earth elements; moreover, it is among the least abundant. Once extracted and prepared, ytterbium is somewhat hazardous as an eye and skin irritant. The metal is a fire and explosion hazard.