Ytterbium
Ytterbium ist das 13. und damit vorletzte Element der Lanthanoide. Aufgrund seiner Valenzelektronenkonfiguration, [Xe] 4f14 6s2 kann es neben Yb(III)- auch Yb(II)-Verbindungen (YbO, YbI2) bilden. Yb2 +-Ionen sind starke Reduktionsmittel und zersetzen Wasser unter Bildung von Wasserstoff. Die farblosen Yb3 +-Ionen sind in wässriger Lösung stabil. Ytterbium ist ein graues, weiches, an der Luft stabiles Schwermetall. Durch metallothermische Reduktion kann es aus Yb2O3 und Lanthan gewonnen werden. Eine wesentliche technische Verwendung ist zzt. nicht bekannt.
Eigenschaften des Elements
| Einordnung in das Periodensystem der Elemente und Eigenschaften | Atombau |
| Ordnungszahl: 70 | 70 Protonen 70 Elektronen |
| 6. Periode | 6 besetzte Elektronenschalen |
| Gruppe der Lanthanoide | 3 (+13) Außenelektronen |
| Elektronenkonfiguration im Grundzustand | Xe 6s24f1 4 |
| Elektronegativität | 1,2 |
| Ionisierungsenergie in eV | 6,254 |
| häufigste Oxidationszahlen | +3 |
| Atommasse des Elements in u | 173,04 |
| Atomradius in 10- 1 0m | 1,94 |
| Ionenradius in 10- 1 0m | 0,86 (+3) |
| Aggregatzustand im Normalzustand | fest |
Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur
Dichte in  | 6,965 |
| Härte nach Mohs und nach Brinell | |
Schallgeschwindigkeit in  | 1590 |
| Schmelztemperatur in °C | 819 |
spezifische Schmelzwärme in  | 53,16 |
| Siedetemperatur in °C | 1196 |
| spezifische Verdampfungswärme in | 918,86 |
Wärmeleitfähigkeit in  | 38,5 |
spezifische Wärmekapazität in  | 0,155 |
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3  | |
spez. elektrischer Widerstand in  | 25,12 |
| Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe) | 0,000 25 |
Isotope des Elements
In der Natur kommt Ytterbium als ein Gemisch aus sieben stabilen Isotopen vor. Weitere Isotope wurden künstlich hergestellt und sind radioaktiv.
| Ordnungszahl Z | Massenzahl A | Atommasse in u | Häufigkeit in % | Art der Strahlung und Energie in MeV | Halbwertszeit |
| 70 | 168 | 167,934 | 0,14% | ||
| 170 | 169,935 | 3,1% | |||
| 171 | 170,936 | 14,3% | |||
| 172 | 171,936 | 21,9% | |||
| 173 | 172,938 | 16,1% | |||
| 174 | 173,938 | 31,8% | |||
| 175 | 174,941 | künstlich | β  : 0,5 | 4,2 d | |
| 176 | 175,942 | 12,7% | |||
| 177 | 176,945 | künstlich | β : 1,4 | 1,9 h |
Weitere Eigenschaften
Ytterbium tritt in zwei ineinander überführbaren Modifikationen, α- und β-Ytterbium, auf. Es ist ein silberweiß glänzendes, weiches und gut dehnbares Schwermetall. Es bildet in seinen Verbindungen die Oxidationsstufen II und III aus, wobei die Stufe III die wichtigste und stabilste darstellt. Ytterbium gehört zu den Lanthanoiden. Aufgrund seiner negativen Normalpotenziale ist Ytterbium ein sehr unedles Metall und starkes Reduktionsmittel. Von feuchter Luft wird es angegriffen, mit Wasser reagiert es langsam zum Hydroxid, mit Säuren schnell unter Wasserstoffentwicklung zu den entsprechenden Salzen.
Entdeckung
Der Schweizer JEAN CHARLES GALISSARD DES MARIGNAC (1817-1894) entdeckte Ytterbium in Form einer neuen Erde, er untersuchte die Terbinerde. Die neue Erde nannte er nach Ytterby, dem Ort, wo er diese gefunden hatte. Das der Erde zugrunde liegende Element erhielt dementsprechend den Namen Ytterbium mit dem chemischen Symbol «Yb». 1907 erhielten der französische Chemiker GEORGES URBAIN (1872-1938) und der österreichische Chemiker CARL AUER von WELSBACH (1858-1929) unabhängig voneinander metallisches Ytterbium.
Vorkommen/Herstellung
Ytterbium steht an 55. Stelle der Elementhäufigkeit und gehört zu den selteneren Elementen der Erde. Ytterbium ist Hauptbestandteil der Yttererden. Es kommt vor allem in Xenotim, Gadolinit, Euxenit, Samarskit u. a. vor. Die technische Herstellung des Ytterbiums erfolgt hach der Anreicherung der Erze. Nach aufwendigen Trennungsarbeiten von seinen Begleitelementen mithilfe von Ionenaustausch wird Ytterbium durch metallothermische Reduktion des Oxids mit Cerium oder Lanthan und anschließender Vakuumdestillation gewonnen. Die anderen Seltenerdmetalle werden durch Amalgamieren oder durch Elektrolyse an Amalgamelektroden abgetrennt.
Verwendung
Ytterbium besitzt keine wesentlichen technischen Verwendungen. Es wird manchmal als Legierungsbestandteil für rostfreie Stähle sowie zur Herstellung spezieller Katalysatoren und Halbleiter eingesetzt. Das Isotop Yb dient als Gamma-Strahlungsquelle in der Nuklearmedizin.
Wichtige Verbindungen
Zu den wichtigen Verbindungen des Ytterbiums gehören das Oxid Yb2O3 und das Halogenid YbCl3.
Bau
Ytterbium kristallisiert in einem kubisch-flächenzentrierten Metallgitter.
