前の章でYtterbyの小さな村について触れました。ここでは多くの希土類元素が発見されました。この場所にちなんで名付けられた希土類元素は 4 つあります。シリコンで最初に発見された希土類元素については、以前の記事で説明しました。ベリリウムのイットリウム鉱石には「イットリウム」「ジルコニア」「エルビウム」などがありますが、今回はまだ触れられていない「イッテルビウム」についてお話ししましょう！
紹介
自然界にはイッテルビウム (Yb) の安定同位体、168Yb、170Yb から 174Yb、および 176Yb の 7 つが存在します。 27 種類の放射性同位体が観測されており、その中で 169Yb、175Yb、166Yb が最も安定しています。
イッテルビウムは、黒色希土類金鉱石やゼノタイムから得られるほか、主にモナザイト鉱石に含まれています。モナザイトには通常、希土類元素のほとんどが含まれており、イッテルビウムの含有量は全体の約 0.03% を占めています。
イッテルビウムは、1878 年に .C.G. Marignacが加熱して硝酸エルビウムから酸化エルビウムと酸化イッテルビウムを分離したときに初めて発見されました。この化合物は、鉱物が発見されたスウェーデンの Ytterby村にちなんで「Ytterbia」と名付けられました。彼はまた、その物質が新しい元素の化合物であると推測し、その元素を「Ytterbium」と名付けました。
1907 年、フランスの化学者G.Urbainは、Marignacが分離したイッテルビウム混合物はイッテルビウムとルテチウムの 2 つの元素からなる化合物であると指摘しました。当時、それらはネオイッテルビア（「新しい Ytterbia」を意味する）とLuteciaと名付けられ、後にLuteciaはルテティウム（Lutetium）に改名されました。
興味深いことに、同じ時期にオーストリアの化学者C. A. von Welsbachもこの 2 つの物質を単離しましたが、それらを「Aldebaranium」と「Cassiopeium」と名付けました。科学界で多くの議論が交わされた後、1909年に最終的に「Ytterbium」という名前が採用されました。これは、UrbainがMarignacのサンプルからルテチウムを初めて分離したという事実により、「Ytterbium」という命名をめぐる論争が解決したためです。
イッテルビウムの特性は他のランタノイドと非常に似ているため、他の希土類元素から分離することが困難です。科学者たちがより成熟したイオン交換法を用いて純粋な金属イッテルビウムを生成し、その化学的および物理的特性を初めて正確に測定したのは、1953年になってからでした。
イッテルビウム Yb
原子番号：70
原子量：173.054 u
電子配置: イッテルビウムの最外殻電子配置は 4f14 6s2 。
物理的/化学的性質: 柔らかく、可塑性があり、延性があります。イッテルビウムは純粋な状態では明るい銀色の金属光沢を呈します。
金属は空気中で徐々に酸化して光沢を失っていきます。微粉末の状態で空気にさらされると急速に酸化するため、密閉容器で保管されることが多いです。
沸点はランタノイド元素の中で最も低い。
イッテルビウムの主な応用分野
- レーザーマーキングやレーザー測距などのレーザー技術におけるイッテルビウム化合物の応用。
- イッテルビウム合金は、合金の強度と耐腐食性を向上させるために使用されます。航空宇宙産業や化学産業でよく使用されます。歯科分野でも見られます。ステンレス鋼の機械的特性を向上させる合金ドーパントとして使用できます。結晶粒の微細化や強度など。
- イッテルビウムは、LED ライトやディスプレイ画面の蛍光体の成分など、電子製品に使用されています。
- 医療用画像診断、腫瘍治療、その他の医療分野におけるイッテルビウム化合物の応用。
- イッテルビウムは、高い応力を受けると電気抵抗が増加する性質があるため、地震や爆発時の地盤変形を監視するためのひずみゲージの製造に使用できます。
- 169Yb から放出されるガンマ線は、携帯型 X 線装置の放射線源など、核医学で使用されています。
- 光ファイバー通信とレーザー技術の2大分野では、光通信における光ファイバー増幅材料、光ファイバーセンサー等として、またイットリウムアルミニウムガーネットレーザー等のレーザー活性媒体におけるドーピング材料として利用されています。
- イッテルビウムは、赤外線熱デコイ爆弾の高密度火薬負荷としてマグネシウムの代わりとなる可能性があり、スポーツ用の赤外線デコイ閃光爆弾で装置を妨害するために使用でき、軍事用途では赤外線レーダー検出を誤認させるのに効果的である可能性があります。
- これは原子時計を安定化するために使用することができ、Yb で作られた光時計でさえ Cs 原子時計よりも正確です。
