Itterbiy

Itterbiy — Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy jadvalning VI davr IIIB guruh elementi. Atom raqami 70. Yb (lotincha Ytterbium so‘zidan) formulasi bilan belgilanadi. Siyrak yer metallari turkumiga mansub (Ittriy guruhi).

Oddiy modda shaklidagi itterbiy yarqiroq kulrang tusdagi metall holida bo‘ladi. Itterbiy metalining ikki xil kristall panjara shakli mavjud: birinchisi – mis kristall panjarasi o‘xshash, kubik panjara shaklidagi α-Yb; va ikkinchisi α-Fe singari, hajmiy markazlashgan kubik panjarali β-Yb. α↔β o‘tish harorati 792 °C.

Tarixi va atama etimologiyasi.

Itterbiyni 1878-yilda Shveysariyalik kimyogar Jan Sharl Galissar de Marinyak (1817-1894) gadolinit mineralini (Ce,La,Nd,Y)₂FeBe₂S?O₁₀) tekshirish vaqtida, erbiy oksidi tarkibidan kashf qilgan. Xuddi terbiy, erbiy va ittriy elementlarining nomi singari, ushbu elementning nomi ham, Stokgolm arxipelagi tarkibidagi Resaryo orolida joylashgan mashhur Itterbyu qishlog‘i sharafiga qo‘yilgan.

 

Tabiatda tarqalganligi.

Ushbu element o‘zi mansub bo‘lgan turkum siyrak yer metalllari elementlari singari, tabiatda juda kam tarqalgan elementlar sirasiga kiradi. Itterbiyning yer qobig‘ida tarqalganligi 0,33 gramm/tonna deb baholanadi; okean va dengizlar suvlaridagi ulushi esa 2·10⁻⁶ gramm/tonna. Itterbiy tabiatda yetti xil allotropik shakllarda uchraydi. Asosiy konlari Xitoyning tog‘li hududlari, AQSH, Braziliya, Avstraliya, Shri-Lanka va Hindiston davlatlari hududida joylashgan. Yer yuzi bo‘yicha itterbiyning umumiy zahirasi taxminan 1 million tonna atrofida baholanadi.

 

Olinishi.

Itterbiyni asosan itterbiy (III) oksidini vakuumda uglerod yoki, lantan vositasida tiklash reaksiyasi orqali, shuningdek, itterbiy xloridini (YbCl₃) elektrolizlash yo‘li bilan olinadi. Tabiiy konlarda itterbiyni monatsit (Ce, La, Nd, Th)[PO₄], evksenit (Y,(Nb,Ti,Ta)₂(O,OH)₆ va ksenotim (YPo₄) minerallari tarkibidan ajratib olinadi.

 

Fizik xossalari.

Itterbiyning fizik xossalarini to 1953-yilgacha to‘liq o‘rganishning imkoni bo‘lmagan. Chunki, bu vaqtga qadar hech kim itterbiyni sof holda ajratib olishni uddalay olmagan edi. Aynan 1953-yilda ion-almashinuv jarayonini qo‘llash orqali birinchi marta sof itterbiy olishga muvaffaq bo‘lingan.

Itterbiy yumshoq, egiluvchan yarqiror kulrang metall. Kuchli mineral kislotalar ta’sirida eriydi. Ochiq havoda juda sekin bo‘lsa-da, oksidlanishda uchraydi.

Itterbiyning α, β va γ harflari bilan belgilanuvchi uch xil allotropik shakllari ma’lum. Oddiy sharoitda itterbiyning β-allotropi mavjud bo‘ladi va uning kristall panjarasi chegaraviy-konsentratsiyalangan kubik strukturani namoyon qiladi. β-allotropning α-allotropga o‘tish harorati −13 °C bo‘lib, α-allotropning kristall panjarasi geksagonal strukturaga egadir. γ-allotropga itterbiy 795 °C da o‘tadi va uning kristall panjarasi hajmiy-markazlashgan ko‘rinishda bo‘ladi. Itterbiyning β-allotropi metallarga xos elektr o‘tkazuvchanlik xossasiga ega, lekin, unga 1,6 GPa bosim ostida ta’sir ko‘rsatilsa, u – yarimo‘tkazgichga aylanadi.

o‘ta past haroratlarda antiferromagnit yoki ferromagnit xossalari namoyon qiluvchi boshqa siyrak yer metallaridan farqli ravishda, itterbiy 1 kelvindan yuqori haroratlarda paramagnitik bo‘ladi. Itterbiyning erish harorati 824 °C va qaynash harorati 1196 °C bo‘lgan holda, u barcha metallar ichida eng kichik suyuqlik diapazoniga ega.

 

Kimyoviy xossalari.

Itterbiy havodagi kislorod ta’sirida oson oksidlanadi. Itterbiyning politetraftoretilen, yoki, geksaxloretan bilan aralashmalari zumrad-yashil rangli yorqin alanga hosil qilib yonadi. Itterbiy vodorod bilan reaksiyaga kirishib, turli xil nosteoxiometrik gidridlar hosil qiladi. Itterbiy suvda juda sekin eriydi; lekin kislotalarda vodorod ajralib chiqishiga sababi bo‘lgan tarzda, juda tezkor erishga uchraydi. Shuningdek, itterbiy barcha galogenlar bilan ham reaksiyaga kirishadi.

Itterbiy elektromagnit to‘lqinlarning yaqin infraqizil diapazonidagi nurlarni yutadi. Shu sababli ham, itterbiyning Yb₂O₃ minerali va boshqa tuzlari, oq rangda bo‘ladi.

Yuqorida aytilganidek, itterbiyning tabiatda yetti xil izotoplari mavjud: ¹⁶⁸Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴Yb, ¹⁷⁶Yb. Ular ichida eng ko‘p tarqalgani ¹⁷⁴Yb bo‘lib, u jami itterbiy zahirasining 31,896% ulushini tashkil qiladi. Shuningdek, itterbiyning 27 xil radioaktiv izotoplari ham ma’lum. Ular ichida nisbatan barqarorlari — yarim yemirilish davri 32 kun bo‘lgan ¹⁶⁹Yb va xuddi shu ko‘rsatkichi 4,18 kun bo‘lgan ¹⁷⁵Yb sanaladi. ¹⁶⁶Yb ning yarim yemirilish davri 56,7 soatni tashkil qiladi. Qolgan barcha izotoplarining yarim yemirilish davri ikki soatdan ham qisqa bo‘lib, ulardan aksariyati 20 daqiqa ichida yarim yemirilishni tamomlaydi.

Itterbiyning kimyoviy xossalari ko‘p jihatdan lantanoidlarni takrorlaydi. Itterbiyning aksariyat birikmalari +3 oksidlanish darajasini namoyon qiladi va bu holatda ular odatda rangsiz holda bo‘ladi.

Qo‘llanishi.

Itterbiyning ionlari to‘lqin uzunligi 1,06-1,07 mkm bo‘lgan yaqin infraqizil diapazonda lazer nurlarini hosil qilishda qo‘llanadi. Shuningdek, itterbiyning oksididan kuchli tolali lazerlar ishlab chiqarilishida foydalaniladi. Umuman olganda, itterbiyning lazer texnologiyalari uchun ahamiyati juda katta. Xususan, itterbiy ftoridning bariy ftoridi bilan monokrsitallik qotishmasini golmiy ionlari bilan legirlash orqali, kuchli lazer materiali hosil qilinadi.

Yarim yemirilish davri 32 kun bo‘lgan ¹⁶⁹Yb izotopidan portativ rentgen uskunalarida nurlanish manbasi sifatida foydalanish mumkin. Bunda faqat, manbadan rentgen nurlari emas, balki, γ-nurlar taraladi. Bunday nurlanish manbaiga ega ixcham rentgen apparatlaridan mayda organizmdagi detallarning radiografik tasvirini olishda keng foydalaniladi. ¹⁶⁹Yb orqali olingan radiografik tasvirlarning sifati, 250-350 keV energiyali rentgen nurlari bilan olingan tasvirlar bilan ekvivalent bo‘ladi. Itterbiyning mazkur radioaktiv izotopidan yadroviy tibbiyotda ham foydalaniladi.

Asbobsozlikda ham itterbiyning muayyan ahamiyati bor. Xususan, uning yuqori bosim ostida qolganda elektr qarshiligining ortishi xossasidan, bosim o‘lchash asboblarida foydalanish mumkin.

Biologik ta’siri.

Itterbiy — organizmga ta’siri kam o‘rganilgan elementlar qatoriga kiradi. Garchi bu borada aniq tadqiqotlar yetarli bo‘lmasa-da, mutaxassislar itterbiy birikmalarini yuqori darajali toksik moddalar sifatida e’tirof etishadi. Haqiqatan ham, itterbiyning ayrim birikmalari teri va ko‘zga salbiy ta’sir ko‘rsatib, qichimaga sabab bo‘lishi kuzatilgan. Metall itterbiyning changsimon mayda qirindilari havoda o‘z-o‘zidan keskin alangalanishi mumkin. Bunday yonishdan zaharli gazlar hosil bo‘ladi. Itterbiy yonganda uni suv bilan o‘chirib bo‘lmaydi. Uni faqat D sinfga mansub quruq elementli o‘t o‘chirgichlar bilan o‘chirish lozim.

 

Itterbiy haqida ma’lumotnoma jadval:

Umumiy ma’lumotlar
Nomi	Itterbiy;
Formulasi	Yb
Raqami	70, VI davr; IIIB-guruh
Atom xossalari
Atom massasi	173.045(10) m.a.b. (g/mol);
Elektron konfiguratsiyasi	[Xe] 4f146s2
Atom radiusi	194 pm;
Kimyoviy xossalari
Ion radiusi	(+3e) 85,8 (+2e) 93 pm;
Kovalent radiusi	170 pm
Elektrmanfiyligi	1.1 (poling shkalasi bo‘yicha);
Elektrod potensiali	Yb←Yb3+ −2,22 V; Yb←Yb2+ −2,8 V
Oksidlanish darajasi	3,2;
Ionizatsiya energiyasi (birinchi elektron)	603 kJ/mol; (6,25 eV);
Termodinamik xossalari
Zichligi (m.sh.)	6.9654 g/sm3;
Erish harorati	823,85 °C, 1097 K;
Qaynash harorati	1192,85 °C; 1466 K;
Erish issiqligi	3,35 kJ/mol;
Bug‘lanish issiqligi	159 kJ/mol;
Issiqlik o‘tkazuvchanligi	34,9 Vt/(m·K)
Molyar issiqlik sig‘imi	26,7 kJ/(K·mol);
Molyar hajmi	24.8 mol/sm3;
Struktura panjarasi shakli	Chegaraviy-konsentratsiyalangan kubik;
Panjara parametrlari	5,490 Å

---