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innere Übergangsmetalle: Ytterbium

Symbol: Yb
Kategorie: innere Übergangsmetalle
Ordnungszahl: 70
Relative Atommasse: 173,04
Schmelzpunkt: 1097 K
Siedepunkt: 1466 K
Dichte: 6,97 g cm-3
Elektronegativität: 1,1
Ionisierungsenergie: 6,254 eV
Konfiguration: [Xe] 4f14 6s²
Oxidationszahlen: 3, 2
Atomradius: 194 pm
Ionenradius: 86 pm (+3); 113 pm (+2)

Der nachfolgende Artikel ist dem Lexikon der Chemie entnommen.

Das schwere Lanthanoid Ytterbium ist ein weiches, silbriges Metall, das an der Luft langsam anläuft. Es entsteht beim Verschmelzen von Neutronensternen sowie in der Außenhülle von roten Riesensternen. Zu den Lanthanoiden gehören Lanthan und die 14 darauf folgenden Elemente; sie sind die Seltenerdmetalle im engeren Sinne. Aufgrund der Struktur ihrer Valenzschale ähneln sie alle den Elementen Scandium und Yttrium; deswegen bilden sie wie diese bevorzugt dreiwertige Ionen. Die drei schwersten Lanthanoide, darunter Ytterbium, nehmen aber auch oft die Oxidationsstufe +2 an. Ytterbium unterscheidet sich von den anderen Lanthanoiden dadurch, dass seine beiden äußeren Elektronenschalen voll besetzt sind; dadurch ist zum Beispiel seine Dichte als Metall deutlich geringer, es hat auch eine andere Gittersymmetrie.

Auf der Erde ist das Element nicht so selten, wie der Begriff seltene Erden suggeriert. Es liegt in der Kruste zu etwa drei Milligramm pro Kilogramm vor und ist damit etwas häufiger als Zinn. Ihren Namen verdanken die seltenen Erden den Umstand, dass sie wenig eigene Lagerstätten bilden und immer nur mit anderen Seltenen Erden zusammen vorkommen; im Vergleich zu anderen Metallen sind die Elemente dieser Gruppe nur mit recht hohem Aufwand in Reinform zu isolieren.

Man erzeugt Ytterbium aus Monazitsanden, es kommt auch in den Mineralen Xenotim und Euxenit vor. Von den anderen seltenen Erden trennt man Ytterbium durch Ionentauscherharze; bevor diese Technologie Standard war, konnte man das Metall praktisch nicht als reines Element herstellen. Extrem stabile und genaue Atomuhren basieren auf den Energiezuständen von Ytterbium. Da die Absorptionen und Emissionen bei sichtbaren Wellenlängen stattfinden statt im Mikrowellenbereich, wie bei Cäsiumatomuhren, sind die Frequenzen deutlich höher -dadurch werden solche Uhren genauer. Die Ytterbium-Uhr geht dank insgesamt etwa 100 Atomen in einem optischen Gitter auf zwei Trillionstel genau. Abgesehen davon verwendet man Ytterbium in Lasermedien für sehr effiziente und dauerhafte Laser, und in kleinen Mengen zum Veredeln von rostfreien Stählen.

© Spektrum Akademischer Verlag

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