Ytterbín

Ytterbín er frumefni með efnatáknið Yb og sætistöluna 70 í lotukerfinu.

Þetta er mjúkur, silfraður sjaldgæfur jarðmálmur í flokki lantaníða og finnst í steintegundunum gadólíníti, mónasíti og xenótími. Ytterbín er oft tengt yttríni og öðrum skyldum frumefnum og er notað í sumar tegundir stáls. Náttúrulegt ytterbín er blanda sjö stöðugra samsæta.

Almennir eiginleikar.

Ytterbín er mjúkt, mótanlegt og frekar teygjanlegt frumefni meðsilfraðan gljáa. Það er sjaldgæfur jarðmálmur og er auðleysanlegt með ólífrænum sýrum, hvarfast hægt í vatni og oxast í lofti.

Ytterbín hefur þrjú fjölgervingsform sem kölluð eru alfa, beta og gamma og er umskiptingarstig þeirra við -13°C og 795 °C. Betaformið er til við stofuhita og er kristallagerð þess hliðarsetin, en kristallagerð háhitaða gammaformsins er miðjusetin.

Undir eðlilegum kringumstæðum er rafleiðni betaformsins málmlík, en það breytist í hálfleiðara við 16.000 loftþyngdir. Viðnám þess er tíu sinnum meira við 39.000 loftþyngdir en fellur síðan snarlega niður í einn tíunda af viðnámi sínu við stofuhitastig við 40.000 loftþyngdir.

Notkun.

Ein samsæta ytterbíns hefur verið notuð sem geislauppspretta í færanlegum röntgengeislavélum þegar rafmagn er ekki við hendina. Málmform þess er einnig notað til að bæta kornastærð, styrkleika og aðra efniseiginleika ryðfrís stáls. Ytterbínmálmblöndur hafa verið notaðar við tannlækningar. Fáein önnur not eru fyrir þetta efni, til dæmis í formi jóna í ljósmögnurum leysa.

Saga.

Svissneski efnafræðingurinn Jean Charles Galissard de Marignac uppgötvaði ytterbín árið 1878. Marignac fann nýjan efnisþátt í leirtegund sem þekkt var sem erbía og kallaði hann ytterbíu (eftir sænska bænum Ytterby þar sem að þessi nýi þáttur í erbíu fannst). Hann grunaði að ytterbía væri efnasamband nýs frumefnis, sem hann kallaði svo ytterbín (og það var reyndar fyrsti sjaldgæfi jarðmálmurinn sem uppgötvaður var).

Árið 1907 aðskildi franski efnafræðingurinn Georges Urbain ytterbíu í tvo hluta, neóytterbíu og lútesíu. Neóytterbía varð seinna þekkt sem frumefnið ytterbín og lútesía sem frumefnið lútetín. Á svipuðum tíma, og algerlega óháð, einangraði Auer von Welsbach þessi sömu frumefni úr ytterbíu, en kallaði þau aldebaraníum og kassíópeium.

Ekki var hægt að ákvarða efnis- og efnafræðilega eiginleika ytterbíns fyrr en 1953 þegar fyrst náðist að framleiða það í nokkuð hreinu formi.

Tilvist.

Ytterbín finnst ásamt öðrum sjaldgæfum jarðmálmum í nokkrum sjaldgæfum steintegundum. Það er yfirleitt unnið úr mónasítsandi (~0,03% ytterbín). Frekar erfitt er að skilja ytterbín frá hinum sjaldgæfu jarðmálmunum en jónskipti- og leysiefnisútdráttaraðferðir þróaðar seint á 20. öld hafa einfaldað aðskilnað. Þekkt efnasambönd ytterbíns eru sjaldgæf og eru enn ekki vel auðkennanleg.

Samsætur.

Náttúrulegt ytterbín er úr sjö stöðugum samsætum, Yb-168, Yb-170, Yb-171, Yb-172, Yb-173, Yb-174 og Yb-176, og er Yb-174 sú algengasta þeirra (31,8% náttúruleg gnægð). Efnið á sér 22 geislasamsætur sem hefur verið lýst og stöðugastar þeirra eru Yb-169 sem hefur helmingunartímann 32,026 daga, Yb-175 með helmingunartímann 4,185 daga og Yb-166 með helmingunartímann 56,7 klukkustundir. Allar hinar geislasamsæturnar hafa helmingunartíma undir tveim klukkustundum og langflestar af þeim undir 20 mínútum. Ytterbín hefur einnig 6 systurkjarna og stöðugastur þeirra er Yb-169m (helmingunartími 46 sekúndur).

Samsætur ytterbíns hafa atómmassa frá 150,955 (Yb-151) upp í 179,952 (Yb-180). Aðalsundrunarháttur þess áður en kemur að algengustu stöðugu samsætunni, Yb-174, er rafeindahremming og aðalsundrun eftir það er betasundrun. Aðaldótturefni áður en kemur að Yb-174 eru samsætur frumefnis 69 (túlín) og aðaldótturefni á eftir eru samsætur frumefnis 71 (lútetín).

Varúðarráðstafanir.

Þó svo að ytterbín sé frekar stöðugt, skal þó geyma það í lokuðum ílátum til að vernda það fyrir lofti og raka. Öll efnasambönd ytterbíns skyldi telja baneitruð þó að fyrstu rannsóknir bendi til að takmörkuð hætta stafi af þeim. Efnasambönd ytterbíns geta þó valdið ertingu á húð og í augum og hugsanlega vansköpun. Af málmdufti þess stafar eld- og sprengihætta.