前面几个篇章中皆有提及Ytterby这小村庄,不少稀土元素是从此地被发现,光根据此地来命名的稀土元素就有4个,之前的文章已有聊过最先被发现在矽铍钇矿中的「钇」、「鋱」和「铒」,本文就来聊聊还未被提到的「镱」吧!
目录
介绍
自然界中存在的 Ytterbium ( Yb ) 有7种稳定同位素,分别是 168Yb、170Yb 至 174Yb,以及 176Yb。而其有27种放射性同位素已被观测,其中 169Yb、 175Yb 与 166Yb最为稳定。
镱除了来源自黑稀金矿和磷钇矿等以外,主要存在于独居石矿中,通常独居石含有大部分的稀土元素,镱的含量大约占了万分之三。
首次发现镱该元素是在1878年,J.C.G. Marignac 检验矽铍钇矿时,通过加热硝酸铒分离出了氧化铒和氧化镱这两种化合物,以矿物发现地瑞典Ytterby村将该成份命名为「Ytterbia 」。且他猜测其物质是某新元素的化合物,故又将该元素命名为「Ytterbium」。
1907年由法国化学家G.Urbain指出Marignac分离出的镱混合物,是由镱和鑥两个元素组成的化合物。当时分别命名为意为「新 Ytterbia」的Neoytterbia (即为镱元素) 与Lutecia,而后Lutecia就成了鑥元素(Lutetium)。
有趣的是,在同个时期奥地利化学家 C. A. von Welsbach也分离出这两种物质,但却将它们命名为「Aldebaranium」和「Cassiopeium」。科学界经过不少的讨论之后,于Urbain最早从Marignac的样本中分离出鑥元素作为原因,在1909年最终决定采用「Ytterbium」此命名,从而解决了「镱」的命名之争议。
镱的性质与其他镧系元素很相近,因此从其他稀土元素中分离的过程较为困难。直到1953年,科学家利用发展较成熟的离子交法,才终于制得纯态金属镱,并首次对其化学、物理性质进行准确地测量。
镱 Yb
原子序數:70
原子量:173.054 u
原子结构:镱的最外层电子结构为4f14 6s2。
物理/化学性质:本身质软,有可塑性与延展性。镱在纯态时具有明亮的银色金属光泽。
其金属在空气中会缓慢氧化并失去光泽,当为细粉时暴露于空气中,则会迅速氧化,因此常存放于密闭容器当中。
沸点是所有镧系元素中最低的。
镱主要的应用领域:
- 镱化合物在雷射技术中的应用,如在雷射标识、雷射测距等方面。
- 镱合金用于提高合金的强度和耐蚀性,常用于航空航天和化工领域,牙科领域也可以见得,可作为合金的掺杂剂,以提高不锈钢的晶粒细化与强度等机械性能。
- 镱在电子产品中的应用,如在LED灯、显示屏等中作为磷光体的成分。
- 镱化合物在医学成像、肿瘤治疗等医疗领域的应用。
- 镱在受到高应力下,会有增加电阻的特性,因此可作为制造应力计,以监测地震与爆炸时的地面形变。
- 169Yb 所发出的伽玛射线,已被运用在便携式X射线机中的辐射源等核子医学领域。
- 于光纤通讯和雷射技术两大领域中,可被用作光通讯的光纤放大材料、光纤感测器等,或在如钇铝石榴石雷射等雷射活性媒质中作为掺杂材料。
- 镱有潜力代替镁,作为红外线热诱饵弹内的高密度火药载荷,以用在运动型红外线诱饵闪光弹来干扰装置,在军事用途上或许更能有效误导红外线雷达的侦测。
- 能被应用在稳定原子钟,甚至以 Yb 做出的光学时钟比 Cs原子钟更准确。