Üterbium

pisi
Üterbium (keemiline sümbol Yb) on keemiline element aatomnumbriga 70.

Keemiliste elementide perioodilisussüsteemis kuulub üterbium lantanoidide hulka (on neljateistkümnes ja eelviimane nende seas) ning on seega üks haruldastest muldmetallidest. Nagu teisedki lantanoidid, on üterbium lihtainena hõbedase läikega raskmetall. Üterbiumi omadused ei järgi lantanoidset kontraktsiooni, ja üterbiumi elektronkonfiguratsiooni tõttu on metallilise üterbiumi tihedus (normaaltingimustel 6,57 g/cm&sup3) tunduvalt väiksem ning sulamis- (824°C) ja keemistemperatuur madalamad kui naaberelementidel.

Üterbiumi tavaline oksüdatsiooniaste on +3 nagu teistelgi lantanoididel, kuid ka oksüdatsiooniaste +2 on suhteliselt stabiilne.

Vesilahuses moodustavad lahustuvad üterbiumiühendid, nagu teistegi hiliste lantanoidide ühendid, komplekse üheksa veemolekuliga.

Üterbiumil on 7 stabiilset isotoopi, massiarvudega 168, 170, 171, 172, 173, 174 ja 176. Looduslik üterbium on nende segu.

Üterbiumi kaevandatakse Hiinas, USAs, Brasiilias ja Indias mineraalide monatsiidi, euksenidi ja ksenotiimi kujul. Üterbiumi leidub ainult koos teiste haruldaste muldmetallidega ja ta on nende seas üks haruldasemaid. 

Metalliline üterbium on mõnevõrra ohtlik silmadele ja ärritab nahka. Ta on tule- ja plahvatusohtlik.

Üterbiumi avastas 1878 Šveitsi keemik Jean Charles Galissard de Marignac Rootsi küla Ytterby lähedalt leitud gadoliniiti uurides. Ta eraldas haruldasest mullast erbia iseseisva koostisosa, millele ta pani küla järgi nimetuseks ytterbine. Ta kahtlustas, et tegu on uue elemendi ühendiga, ja pani selle uue elemendi nimetuseks üterbium (sama küla järgi on saanud nimetuse ütrium, terbium ja erbium). Aastal 1907 eraldasid Georges Urbain, Carl Auer von Welsbach ja Charles James üksteisest sõltumatult Marignaci üterbiumist uue elemendi luteetsiumi (nad eraldasid selle oksiidi Marignaci ytterbineist). Pärast pikka arutelu jäeti üterbiumi nimetus alles, kuigi Welsbach soovis, et elementi, millest luteetsium eraldati, hakataks nimetama aldebaraaniumiks. Suhteliselt puhas metalliline üterbium saadi alles 1953. 

Tehnikas kasutatakse üterbiumi ja selle ühendeid vähesel määral, sest üterbiumi eraldamine teistest lantanoididest on keeruline. Üterbiumi kasutatakse peamiselt roostevaba terase ja ütriumalumiiniumgranaatlaseri aktiivse keskkonna dopandina ning harvem gammakiirguse allikana. Üterbium(III)kloriid ja üterbium(II)jodiid on reagendid mitmesugustes orgaanilise sünteesi reaktsioonides.

 Metallilise üterbiumi füüsikalised omadused 
pisi|Üterbiumi kristallistruktuur, a = 548,1 pm
Metalliline üterbium on, nagu teisedki lantanoidid, hõbedase läikega pehme raskmetall. Ta on deformeeruv. Värskelt valmistatuna on ta vähem kuldne kui tseesium. C. R. Hammond. The Elements. – Handbook of Chemistry and Physics, 81. trükk,  CRC press 2000, ISBN 978-0-8493-0481-1.

Olekud ja tihedus
Üterbiumi tihedus on 6,973 g/cm³, mis on ebatavaliselt väike, tunduvalt väiksem kui naaberlantanoididel tuuliumil (9,32 g/cm³) ja luteetsiumil (9,841 g/cm³) ning võrreldav neodüümi ja praseodüümi tihedusega. Võrreldav lugu on ka suhteliselt madala sulamistemperatuuriga (824 °C) ja keemistemperatuuriga (1196 °C) (võrdluseks: luteetsiumi sulamistemperatuur on 1652 °C ja keemistemperatuur 3330 °C). Need väärtused on vastuolus muidu kehtiva lantanoidse kontraktsiooniga ja neid põhjustab üterbiumi elektronkonfiguratsioon [Xe] 4f14 6s2. Et f-kiht on täielikult täidetud, jääb metalliliste sidemete jaoks ainult kaks 6s-valentselektroni (erinevalt teistest lantanoididest, millel jääb kolm valentselektroni) ning seosejõud on seetõttu väiksemad ja aatomiraadius tunduvalt suurem.

Üterbiumil on kõigi metallide seas kõige väiksem vedela oleku temperatuurivahemik.

Kristallistruktuur
Üterbiumil on kolm erineva kristallistruktuuria allotroopi normaalrõhu juures, mida tähistatakse tähtedega α, β ja γ. Nende muundumistemperatuurid on −13 °C ja 795 °C, kuigi täpne muundumistemperatuur sõltub rõhust ja pingest. Lisaks on teada kolm kõrgrõhumodifikatsiooni.

Erinevalt enamikust teistest lantanoididest, millel on tihedalt pakitud heksagonaalne võre, kristalliseerub üterbium toatemperatuuril kuubilises süngoonias (pindtsentreeritud kuupvõre) võreparameetriga a = 548,1 pm.H. T. Hall, J. D. Barnett, L. Merrill.  Ytterbium: Transition at High Pressure from Face-Centered Cubic to Body-Centered Cubic Structure. – Science, 139, 1963, lk 111–112. See on β-allotroop.

Kõrgematel temperatuuridel läheb see struktuur üle ruumtsentreeritud kuupvõreks, kusjuures normaalrõhu juures on üleminekutemperatuur ligikaudu 770 °C ja toatemperatuuril on üleminekurõhk 4 GPa.A. Jayaraman. Fusion Curve of Europium, Fusion, and fcc-bcc Transformation in Ytterbium at High Pressures. – Physical Review, 135, 1964, lk A1056–A1059. See on γ-allotroop (tihedus 6,57 g/cm3). 

Madalatel temperatuuridel on stabiilne kõige tihedamalt pakitud võrega heksagonaalne süngoonia (α-allotroop), kusjuures struktuuriline faasisiire, mis toimub temperatuuril 0 ja 45 °C vahel, sõltub oluliselt puhtusest, rõhust ja pingetest metallis.
Kõrgrõhumodifikatsioonide järjestus erineb teistel lantanoididel sageli 
esinevast järjestusest. Nii pole teada üterbiumi modifikatsioone, millel oleks topeltheksagonaalne kõige tihedamalt pakitud võre või samaariumi struktuur. Alates rõhust 4 GPaF1k4õ9ige stabiilsele ruumtsentreeritud kuupvõrele järgneb rõhu 26 GPa juures heksagonaalne kõige tihedamalt pakitud faas. Järgmine faasisiire toimub, kui rõhk on tõusnud väärtuseni 53 GPa: kui rõhk on sellest kõrgem, moodustub jälle pindtsentreeritud kuupvõre. Uus faasisiire toimub rõhul 98 GPa. Alates sellest rõhust kuni vähemalt rõhuni 202 GPa on Iskõige stabiilsem heksagonaalne võre kristallograafilise rühmaga P3121 (nr 162), mida nimetatakse ka hP3-struktuuriks. Kui rõhk tõuseb, muutub ka üterbiumiaatomi elektronkatte ehitus, nimelt läheb üks elektron üle f-orbitaalilt d-orbitaalile ning elektronikonfiguratsioon on siis kolmevalentne nagu teistel lantanoididel.Gary Chesnut, Yogesh Vohra. Structural and Electronic Transitions in Ytterbium Metal to 202 GPa. – Physical Review Letters 82, 1999, lk 1712–1715.

Elektrilised omadused
β-allotroobil on normaalrõhul metalliline elektrijuhtivus, kuid rõhul umbes 16 000 atmosfääri (1,6 GPa) muutub ta pooljuhiks. Selle eritakistus on rõhul 39 000 atmosfääri (3,9 GPa) kümme korda suurenenud, kuid langeb rõhul umbes 40 000 atm (4,0 GPa) umbes 10 protsendile eritakistusest toatemperatuuril.

Magnetism
Eri allotroopdel on erinevad magnetilised omadused. 
Erinevalt teistest haruldastest muldmetallidest, millel on madalatel temperatuuridel tavaliselt antiferromagnetilised ja/või ferromagnetilised omadused, on üterbium temperatuuridel üle 1,0 kelvini (β-faasis) paramagnetiline, tõenäoliselt väikese koguse Yb3+-ioonide tõttu.E. Bucher, P. Schmidt, A. Jayaraman, K. Andres, J. Maita, K. Nassau, P. Dernier. New First-Order Phase Transition in High-Purity Ytterbium Metal. – Physical Review B, 2, 1970, lk 3911–3917.M. Jackson.  Magnetism of Rare Earth. – The IRM quarterly, 2000, 10(3), lk 1. Veebis. α-allotroop on diamagnetiline, nagu täielikult hõivatud orbitaalide tõttu ongi oodata.E. Bucher, P. Schmidt, A. Jayaraman, K. Andres, J. Maita, K. Nassau, P. Dernier. New First-Order Phase Transition in High-Purity Ytterbium Metal. – Physical Review B, 1970, kd  2, nr 10, lk 3911.

 Isotoobid 
On teada kokku 33 üterbiumi isotoopi, millest kergeim on 148Yb ja raskeim 181Yb, ning veel 12 tuumaisomeeri. Neist ainult seitse esinevad mingi sagedusega looduses. Looduses on suurim osatähtsus (31,8%) isotoobil 174Yb, järgnevad 172Yb (21,9%), 173Yb (16,12%), 171Yb (14,3%) ja 176Yb (12,7%). Isotoobid 170Yb ja 168Yb (osatähtsus vastavalt 3,05 ja 0,13%) on tunduvalt haruldasemad.G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A. H. Wapstra. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties. – Nuclear Physics, kd A 729, 2003, lk 3–128. Veebis.

Radioaktiivne isotoop 169Yb poolestusajaga 32 ööpäeva tekib koos lühiealise isotoobiga 175Yb (poolestusaeg 4,2 ööpäeva) neutronaktivatsiooni toimel üterbiumi kiiritamisel tuumareaktoris. Teda saab kasutada gammakiirguse allikana näiteks nukleaarmeditsiinis ja radiograafias.R. Halmshaw. Industrial radiology: theory and practice, 2. trükk, Springer 1995, ISBN 0-412-62780-9, lk 60–61.

Keemilised omadused 
Üterbium on tüüpiline mitteväärismetall, mis eelkõige kõrgematel temperatuuridel reageerib enamiku mittemetallidega.

Oksüdeerumine
Dihapnikuga reageerib ta normaaltingimustel kuivas õhus aeglaselt, niiskuse juuresolekul kiiremini. Metalliline üterbium tuhmub õhu käes aegamööda, omandades kuldse või pruuni tooni. Pulbriline metalliline üterbium on, nagu teisedki mitteväärismetallid, õhus ja dihapnikus kergsüttiv. Pulbrilise üterbiumi ja orgaaniliste halogeeniühendite, nagu heksakloroetaani või polütetrafluoroetüleeni segud põlevad smaragdrohelise leegiga.Ernst-Christian Koch, Volker Weiser, Evelin Roth, Sebastian Knapp, Stefan Kelzenberg. Combustion of Ytterbium Metal. – Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 37, 2012, lk 9–11. 

Hüdriidide moodustumine
Üterbiumi reaktsioon divesinikuga ei ole täielik, sest divesinik tungib metallistruktuuri oktaeedertühemetesse ning moodustuvad mittestöhhiomeetrilised hüdriidifaasid, kusjuures koostis sõltub temperatuurist ja divesinikurõhust.Arnold F. Holleman, Egon Wiberg, Nils Wiberg. Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. trükk. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, lk 1938–1944.

Lahustumine
Vees lahustub üterbium aeglaselt, hapetes kiiremini, kusjuures moodustub vesinik. Lahuses esinevad enamasti kolmevalentsed värvitud üterbiumioonid hüdraadi [Yb(H2O)9]3+ kujul. Kollakasroheline kahevalentne üterbiumioon ei ole vesilahuses stabiilne, see oksüdeerub vesilahuses moodustudes poolestusajaga umbes 2,8 tundi kolmevalentseks iooniks. 

Kui üterbiumi lahustada vedelas ammoniaagis, moodustub nagu naatriumi puhulgi solvateeritud elektronide tõttu sinine lahus.Ytterbium. – Römpp Online, Georg Thieme Verlag, vaadatud 20.2.2012.

Veega reageerimine
Üterbium on üsna elektropositiivne ning reageerib aeglaselt külma veega ja päris kiiresti kuuma veega, moodustades üterbium(III)hüdroksiidi:
2 Yb (tahke) + 6 H2O (vedel) → 2 Yb(OH)3 (vesilahus) + 3 H2 (gaas)

 Ühendid 
Teada on üterbiumiühendid oksüdatsiooniastmega +2 ja +3, kusjuures, nagu kõikidel lathanoididel, +3 on sagedasem ja stabiilsem oksüdatsiooniaste.

 Halogeniidid 
Halogeenide fluori, kloori, broomi ja joodiga moodustab üterbium kaks rida sooli valemitega YbX2 ja YbX3. Dihalogeniidid oksüdeeruvad kergesti trihalogeniidideks, kõrgematel temperatuuridel disproportsioneeruvad nad üterbiumtrihalogeniidideks ja üterbiumiks.

Mitut üterbiumhalogeniidi kasutatakse reagentidena orgaanilises sünteesis. Nii on üterbium(III)kloriid Lewisi hape ja seda saab kasutada katalüsaatorina näiteks aldoolreaktsioonides,Sha Lou, John A. Westbrook, Scott E. Schaus. Decarboxylative Aldol Reactions of Allyl β-keto Esters via Heterobimetallic Catalysis. – Journal of the American Chemical Society, 126, 2004, lk 11440–11441. Dielsi-Alderi reaktsioonides ja allüülimistes.Xinggao Fang, John G. Watkin, Benjamin P. Warner. Ytterbium trichloride-catalyzed allylation of aldehydes with allyltrimethylsilane. – Tetrahedron Letters, 41, 2000, lk 447–449. Üterbium(II)jodiidi saab, nagu samaarium(II)jodiidigi, kasutada redutseerijana või sidestusreaktsioonides.P. Girard, J. L. Namy, H. B. Kagan.  Divalent lanthanide derivatives in organic synthesis. 1. Mild preparation of samarium iodide and ytterbium iodide and their use as reducing or coupling agents. – Journal of the American Chemical Society, 102, 1980, lk 2693–2698.

Üterbium(III)fluoriidi kasutatakse inertse ja mittemürgise täiteainena stomatoloogias. Ta vabastab pidevalt hambatervisele olulist fluoriidi ning on ka hea röntgenkontrastaine.Per Enghag. Encyclopedia of the elements: technical data, history, processing, applications, John Wiley & Sons, 2004, ISBN 3-527-30666-8, lk 490.

 Metallorgaanilsed ühendid 
On teada rida metallorgaanilisi ühendeid. Ühendeid, milles on sigmaside üterbiumi ja süsiniku vahel, on teada vähe, sest nii nende puhul, nagu ka paljude siirdemetallide puhul, tekivad kergesti jadareaktsioonid, nagu hüdriidi β-elimineerimine. Seetõttu on nad stabiilsed steeriliselt nõudlike asendusrühmadega, nagu tert-butüülrühm, või suurema hulga väikeste asendusrühmadega, nagu heksametüülüterbaat-kompleksis [Yb(CH3)6]3+. Üterbiumi tähtsamad ligandid on tsüklopentadienüül ja selle derivaadid. Üterbiumi sändvitš-ühendeid ei ole teada tsüklopentadienüüliga, vaid suuremate ligandidega, nagu pentafenüültsüklopentadienüül.Glen B. Deacon, Craig M. Forsyth, Florian Jaroschik, Peter C. Junk, Danielle L. Kay, Thomas Maschmeyer, Anthony F. Masters, Jun Wang, Leslie D. Field. Accessing Decaphenylmetallocenes of Ytterbium, Calcium, and Barium by Desolvation of Solvent-Separated Ion Pairs: Overcoming Adverse Solubility Properties. – Organometallics 27, 2008, lk 4772–4778. Peale selle tuntakse komplekse η5- koordineeritud tsüklopentadienüül-ligandidega: CpYbX2, Cp2YbX und Cp3Yb (Cp on tsüklopentadienüül, X võib olla halogeniid, hüdriid, alkoksiid või muu).Christoph Elschenbroich.I Organometallchemie, 6. trükk, Teubner Wiesbaden, 2008, ISBN 978-3-8351-0167-8, lk 573–583.

 Oksiidid
Dihapnikuga reageerib üterbium üterbium(III)oksiidiks (Yb2O3), mis nagu teisedki raskemate lantanoidide kolmevalentsed oksiidid, kristalliseerub kuubilises lantanoid-C-võres. Selle ühendi saab reaktsioonis metallililise üterbiumiga redutseerida üterbium(II)oksiidiks, mis kristalliseerub naatriumkloriidivõres.

Ühendite loend
dielavhõbeüterbium
dihõbetriüterbium
dihõbeüterbium
diosmiumüterbium
dipallaadiumpentaüterbium
diplaatinapentaüterbium
diplaatinaüterbium
direeniumüterbium
diroodiumüterbium
diruteeniumüterbium
diüterbiumstanniid
diüterbiumtriseleniid
diüterbiumtrisulfiid
heptahõbediüterbium
hõbeüterbium
lantaanüterbiumoksiid
pallaadiumtriüterbium
pallaadiumüterbium
pentaüterbiumtetrastanniid
pentaüterbiumtristanniid
plaatinadiüterbium
plaatinaüterbium
pliidiüterbium
pliiüterbium
roodiumüterbium
ruteeniumüterbium
tetradekaüterbiumhenpentakontaelavhõbe
tetrapallaadiumtriüterbium
tetraplaatinapentaüterbium
tetraplaatinatriüterbium
trielavhõbeüterbium
trihõbepentaüterbium
tripallaadiumüterbium
triplaatinapentaüterbium
triplaatinaüterbium
tripliipentaüterbium
triüterbiumkarbiid
triüterbiumtetraseleniid
triüterbiumtetrasulfiid
üterbiumdikarbiid
üterbiumdiroodiumdisilitsiid
üterbiumdiseleniid
üterbiumgalliumgermaanium
üterbiumheksaboriid
üterbiumiga dopeeritud luteetsiumortovanadaat
üterbium(II)bromiid
üterbium(II)fluoriid
üterbium(II)hüdriid
üterbium(II)jodiid
üterbium(II)kloriid
üterbium(II)oksiid
üterbium(II)seleniid
üterbium(II)sulfaat
üterbium(II)sulfiid
üterbium(II)telluriid
üterbium(III)atsetaat
üterbium(III)atsetonaat
üterbium(III)bromaat
üterbium(III)bromiid
üterbium(III)fluoriid
üterbium(III)fosfiid
üterbium(III)hüdroksiid
üterbium(III)jodaat
üterbium(III)jodiid
üterbium(III)karbonaat
üterbium(III)kloriid
üterbium(III)nitraat
üterbium(III)nitriid
üterbium(III)oksalaat
üterbium(III)oksiid
üterbium(III)selenaat
üterbium(III)seleniit
üterbium(III)sulfaat
üterbium(III)sulfiid
üterbium(III)tsüaniid
üterbiummonotelluriid
üterbiumsilitsiid
üterbiumstanniid
üterbiumtetraboriid
üterbiumtristanniid
üterbiumvismutplaatina

Levik, varud ja päritolu
Üterbium on Maal haruldane element, tema sagedus mandrilises maakoores on ligikaudu 3,2 ppm.David R. Lide (toim). CRC Handbook of Chemistry and Physics, 90. trükk (veebiversioon 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Geophysics, Astronomy, and Acoustics; Abundance of Elements in the Earth's Crust and in the Sea, lk 14–18.

Üterbium esineb haruldaste muldade koostisosana, eriti mineraalides, mille põhikoostisosad on ütrium ja raskemad lantanoidid, nagu ksenotiim ja gadoliniit. Nii sisaldab Malaisia ksenotiim kuni 6,2% üterbiumi. Tseriitmuldades, nagu monatsiit ja bastnäsiit, on üterbiumisisaldus väiksem, nii sisaldab monatsiit olenevalt leiukohast 0,12–0,5% üterbiumi.Ian McGill. Rear Earth Elements. – Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim 2005.

On teada mitu haruldast mineraali, milles üterbium on kõige sagedasem haruldane muldmetall. Nende seas on ksenotiim-(Yb), milles üterbiumi massiprotsent on 32 ja mille koostist näitab valem (Yb0,40Y0,27Lu0,12Er0,12Dy0,05Tm0,04Ho0,01)PO4Harvey M. Buck, Mark A. Cooper, Petr Cerny, Joel D. Grice, Frank C. Hawthorne. Xenotime-(Yb), YbPO4, a new mineral species from the Shatford Lake pegmatite group, southeastern Manitoba, Canada. – Canadian Mineralogist 37, 1999, lk 1303–1306 (Resümee, lk 1324. ja keiviiit-(Yb) valemiga (Yb1,43Lu0,23Er0,17Tm0,08Y0,05Dy0,03Ho0,02)2Si2O7.A. V. Vološin, J. A. Pahhomovski, F. N. Tjuševa. Keiviite Yb2Si2O7, a new ytterbium silicate from amazonitic pegmatites of the Kola Peninsula. (vene keeles) – Минералогический журнал 5-5, 1983, lk 94–99. Resümee, lk 1191. Iga niisugune mineraal kuulub mõnda segakristalliritta, millest on teada ka teisi looduslikke esindajaid (nende põhikoostisosa on enamasti ütrium).

Tähtsamad üterbiumi allikad on monatsiidi- ja ksenotiimileiukohad Hiinas ja Malaisias (seal kassiteriidi aktsessoorse mineraalina). Vähese nõudluse tõttu ei peeta üterbiumiga varustamise olukorda kriitiliseks.Harald Elsner: Kritische Versorgungslage mit schweren Seltenen Erden – Entwicklung „Grüner Technologien“ gefährdet? – Commodity Top News, nr 36, 2011. Veebis.

Üterbiumi teket, mis põhineb võimel kinni püüda kiireid neutroneid, seostatakse tähtede muutumisega punasteks hiidudeks, supernoovadega ja neutrontähtedega.Martin Montelius, R. Forsberg, N. Ryde jt. Chemical Evolution of Ytterbium in the Galactic Disk. – Astronomy & Astrophysics Manuscripts, 3. veebruar 2022 Veebis.

Saamine ja tootmine
pisi|Üterbiumitükid klaasampullis
Üterbiumi saamine on eelkõige lantanoidide eraldamise raskuse tõttu keeruline ja aegavõttev. Lähtemineraale, nagu monatsiiti ja ksenotiimi, töödeldakse kõigepealt hapete või leelistega ja lahustatakse. Üterbiumi eraldamine teistest lantanoididest on siis võimalik mitmesuguste meetoditega, kusjuures eraldamine ioonreaktsiooni abil on nii üterbiumi kui ka teiste haruldaste lantanoidide puhul tehnikas kõige tähtsam meetod. Seejuures kantakse sobivate haruldaste muldadega lahus sobivale vaigule, millega üksikud lantanoidioonid astuvad erineva tugevusega sidemesse. Edasi lahutatakse need eralduskolonnis kompleksimoodustajate, nagu etüleendiamiintetraäädikhape (EDTA), dietüleentriamiinpentaäädikhape (DTPA) ja HEDTA, abil vaigust, ja tänu sellele, et side vaiguga on erineva tugevusega, eraldatakse üksikud lantanoidid.V. M. Gelis, E. A. Chuveleva, L. A. Firsova, E. A. Kozlitin, I. R. Barabanov. Optimization of Separation of Ytterbium and Lutetium by Displacement Complexing Chromatography. – Russian Journal of Applied Chemistry, 78, 2005, lk 420–1426.<ref>Halina Hubicka, Dorota Drobek. Anion-exchange method for separation of ytterbium from holmium and erbium.   –'Hydrometallurgy, 47, 1997, lk 127–136.</ref>

Keemiline eraldamine on võimalik üterbiumatsetaadi, luteetsiumatsetaadi ja tuuliumatsetaadi erinevate reaktsioonide abil naatriumamalgaamiga. Seejuures moodustab üterbium amalgaami, aga luteetsiumi- ja tuuliumiühend ei reageeri.Joseph K. Marsh. 4. Rare-earth metal amalgams. Part III. The separation of ytterbium from its neighbours. – Journal of the Chemical Society (Resumed), 1943, lk 8.

Metallilist üterbiumi on võimalik saada elektrolüüsi teel üterbium(III)fluoriidi ja üterbium(III)kloriidi sulatisest, leelis- või muldleelismetallhalogeniididega reduktsiooni teel sulamistemperatuuril ning vedela kaadmiumi või tsingiga katoodina. Peale selle on metallilist üterbiumi võimalik toota üterbium(III)fluoriidi metallotermilise reduktsiooni teel kaltsiumiga või üterbium(III)oksiidi metallotermilise reduktsiooni teel lantaani või tseeriumiga. Kui viimane reaktsioon toimub vaakumis, siis üterbium destilleerub ja nii saab teda teistest lantanoididest eraldada.

 Kasutamine
Üterbiumi ja selle ühendeid kasutatakse äriliselt väga vähe. Sulami koostisosana parandab üterbium roostevaba terase terasuurust, tugevust ja mehaanilisi omadusi. On uuritud üterbiumiulamite kasutamist stomatoloogias.John Emsley. Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements, Oxford University Press, 2001, ISBN 0-19-850341-5, lk 492–494.

Üterbiumi kasutatakse, nagu teisigi lantanoide, dopeerimisvahenditena ütriumalumiiniumalumiiniumgraranaatlaserites (Yb:YAG-laser). Eelised Nd:YAG-laserite ees on suurem võimalik dopeerimine, kõrgema energiataseme pikem eluiga ja suurem neeldumisriba.John C. Ion. Laser processing of engineering materials: principles, procedure and industrial application, Butterworth-Heinemann, 2005, ISBN 0-7506-6079-1, lk 97. Ka kiudlaserites on üterbium tähtis dopeerimisvahend, mida sarnaste eeliste tõttu nagu YAG-laseri puhul saab kasutada eriti võimsate kiudlaserite puhul. Eeliste seas on suur dopeerimine, suur neeldumispiirkond (850–1070 nm) ning ka suur emissioonipiirkond (970–1200 nm).Michel J. F. Digonnet. Rare-Earth-Doped Fiber Lasers and Amplifiers, 2. trükk. CRC Press 2001, ISBN 0-8247-4164-1, lk 167–170.

Eksperimentaalselt on üterbiumi uuritud tseesiumi võimaliku alternatiivina aatomkellades. Seejuures mõõdeti neli korda suurem täpsus kui tseesiumaatomkellal.N. Lemke, A. Ludlow, Z. Barber, T. Fortier, S. Diddams, Y. Jiang, S. Jefferts, T. Heavner, T. Parker, C. Oates. Spin-1/2 Optical Lattice Clock. – Physical Review Letters, 103, 2009, lk 063001–063004.

Üterbiumi uuritakse praegu kui magneesiumi võimalikku asendajat kinemaatiliste infrapunapettekehade rasketes laengutes. Seejuures on üterbiumil üterbium(III)oksiidi tunduvalt suurema emissiivsuse tõttu infrapunapiirkonnas võrreldes magneesiumoksiidiga suurem kiirgusvõimsus kui traditsioonilistel laengutel magneesium/teflon/vitooni (MTV) baasil.Ernst-Christian Koch, Arno Hahma. Metal-Fluorocarbon Pyrolants. XIV: High Density-High Performance Decoy Flare Compositions Based on Ytterbium/Polytetrafluoroethylene/Viton®. – Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 2012, lk 721–724.

 Bioloogiline tähtsus ja mürgisus 
Üterbium esineb organismis minimaalses koguses ja tal puudub bioloogiline tähtsus. Vähesed elusolendid, nagu samblikud, suudavad üterbiumi omastada ja sisaldavad üterbiumi rohkem kui 900 ppb. Pruunvetikatel (Sargassum polycystum) on mõõdetud biosorptsioon 0,7–0,9 mmol·g−1.Vivian Diniz, Bohumil Volesky. Biosorption of La, Eu and Yb using Sargassum biomass. – Water Research 39, 2005, lk 239–247.

Üterbium ja selle lahustuvad ühendid on kergelt mürgised, üterbium(III)kloriidi puhul mõõdeti hiirtel keskmiseks surmavaks annuseks 395 mg/kg kõhukelmesisese manustamise puhul ja 6700 mg/kg suukaudse manustamise puhul. Loomkatses küülikutega ärritab üterbiumkloriid silmi kergelt ja nahka ainult vigastuste korral.Thomas J. Haley, N. Komesu, A.M. Flesher, L. Mavis, J. Cawthorne, H.C. Upham. Pharmacology and toxicology of terbium, thulium, and ytterbium chlorides. – Toxicology and Applied Pharmacology, 5, 1963, lk 427–436. Üterbiumi peetakse teratogeeniks; ühes uuringus kuldhamstri embrüotega täheldati pärast üterbiumkloriidi manustamist luustikumuutusi, nagu kokkukasvanud või ülemäärased roided või muutused selgroos.T.F. Gale. The embryotoxicity of ytterbium chloride in golden hamsters. – Teratology, 11, 1975, lk 289–295.

Populaarkultuuris
Sarjas "Salajane ladu 13" on laos üterbiumist kambris Pandora laegas, kuni ladu hävitatakse ja lootus lahkub laekast.

Uurimislugu
pisi|Jean Charles Galissard de Marignac
Üterbiumi avastas 1878. aastal Šveitsi keemik Jean Charles Galissard de Marignac. Ta uuris gadoliniiti täpsemalt ning püüdis nitraate kuumas vees lagundades lahustamatut erbiumi mineraali teistest koostisosadest eraldada. Ta avastas seejuures, et järelejäänud kristallide seas on peale punase erbiumnitraadi ka värvituid kristalle. Neeldumisspektri mõõtmine näitas, et tegu peab olema senitundmatu elemendi kristallidega. Selle elemendi nimetas ta gadoliniidi leiukoha Ytterby (Rootsi) järgi ning sarnasuse tõttu ütriumiga üterbiumiks. Need kaks elementi eraldati teises eksperimendis, lisades kloriidide lahusele sulfoksüülhapet.Jean Charles Galissard de Marignac. Sur l’ytterbine, terre nouvelle, contenu dans la gadolinite. – Comptes Rendus, 87, 1878, lk 578–581  Veebis.Per Enghag. Encyclopedia of the elements: technical data, history, processing, applications, John Wiley & Sons, 2004, ISBN 3-527-30666-8,  lk 448.

1907. aastal avastasid prantslane Georges Urbain, austerlane Carl Auer von Welsbach ja ameeriklane Charles James üksteisest sõltumatult, et Marignac leitud üterbium ei ole ühtne element, vaid kahe elemendi segu. Nad lahutasid selle segu puhtaks üterbiumiks ning luteetsiumiks. Carl Auer von Welsbach nimetas need elemendid vastavalt aldebaraaniumiks (Aldebaranium) (täht Aldebaraani järgi) ja kassiopeiumiks (Cassiopeium), Urbain vastavalt neoüterbiumiks ja luteetsiumiks (lutécium).C. Auer v. Welsbach. Die Zerlegung des Ytterbiums in seine Elemente. – Monatshefte für Chemie, 29, 1908, lk 181–225.M. G. Urbain. Un nouvel élément, le lutécium, résultant du dédoublement de l'ytterbium de Marignac. – Comptes rendus, 145, 1908, lk 759–762. Veebis. 1909. aastal otsustas rahvusvaheline aatomkaalukomisjon, mille liikmed olid Frank Wigglesworth Clarke, Wilhelm Ostwald, Thomas Edward Thorpe ja Georges Urbain, et luteetsiumi avastaja on Urbain ning seega kehtivad ka tema antud nimetused.F. W. Clarke, W. Ostwald, T. E. Thorpe, G. Urbain. Bericht des Internationalen Atomgewichts-Ausschusses fuer 1909. – Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 42, 1909, lk 11–17. Üterbiumile jäeti siiski alles Marignaci antud nimetus.

Üterbiumi lihtainena said esimestena 1936. aastal Wilhelm Klemm ja Heinrich Bommer. Nad said metalli, redutseerides üterbium(III)kloriidi kaaliumiga 250 °C juures. Nad tegid ka kindlaks selle metalli kristallistruktuuri ja magnetilised omadused.W. Klemm, H. Bommer. Zur Kenntnis der Metalle der seltenen Erden. – Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 231, 1937, lk 138–171.

Viited

Kirjandus
 Ian McGill. Rare Earth Elements. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim 2005.

Välislingid

Ytterbium. Römpp Online'', Georg Thieme Verlag.

Kategooria:Keemilised elemendid
Kategooria:Lihtained
Kategooria:Lantanoidid