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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.

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Eigenschaften des Elements

Einordnung in das Periodensystem
der Elemente und Eigenschaften
Atombau
Ordnungszahl: 7070 Protonen
70 Elektronen
6. Periode6 besetzte Elektronenschalen
Gruppe der Lanthanoide3 (+13) Außenelektronen
Elektronenkonfiguration im GrundzustandXe 6s24f1 4
Elektronegativität1,2
Ionisierungsenergie in eV6,254
häufigste Oxidationszahlen+3
Atommasse des Elements in u173,04
Atomradius in 10- 1 0m1,94
Ionenradius in 10- 1 0m0,86 (+3)
Aggregatzustand im Normalzustandfest

Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur

Dichte in Bild6,965
Härte nach Mohs und nach Brinell 
Schallgeschwindigkeit in Bild1590
Schmelztemperatur in °C819
spezifische Schmelzwärme in Bild53,16
Siedetemperatur in °C1196
spezifische Verdampfungswärme in Bild918,86
Wärmeleitfähigkeit in Bild38,5
spezifische Wärmekapazität in Bild0,155
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3 Bild 
spez. elektrischer Widerstand in Bild25,12
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 ZMassenzahl AAtommasse in uHäufigkeit
in %
Art der Strahlung
und Energie in MeV

Halbwertszeit

70168167,9340,14%  
 170169,9353,1%  
 171170,93614,3%  
 172171,93621,9%  
 173172,93816,1%  
 174173,93831,8%  
 175174,941künstlichβ Bild: 0,54,2 d
 176175,94212,7%  
 177176,945künstlichβ Bild: 1,41,9 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.

Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Ytterbium." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/chemie-abitur/artikel/ytterbium (Abgerufen: 23. May 2025, 21:44 UTC)

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