Ytterbium

📅 آخر تحديث: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة

Ytterbium is a chemical element; it has symbolYb and atomic number 70. It is a metal, the fourteenth element in the lanthanide series, which is the basis of the relative stability of its +2 oxidation state. Like the other lanthanides, its most common oxidation state is +3, as in its oxide, halides, and other compounds. In aqueous solution, like compounds of other late lanthanides, soluble ytterbium compounds form complexes with nine water molecules. Because of its closed-shell electron configuration, its density, melting point and boiling point are much lower than those of most other lanthanides.

In 1878, Swiss chemist Jean Charles Galissard de Marignac separated from the rare earth "erbia", another independent component, which he called "ytterbia", for Ytterby, the village in Sweden near where he found the new component of erbium. He suspected that ytterbia was a compound of a new element that he called "ytterbium". Four elements were named after the village, the others being yttrium, terbium, and erbium. In 1907, the new earth "lutecia" was separated from ytterbia, from which the element "lutecium", now lutetium, was extracted by Georges Urbain, Carl Auer von Welsbach, and Charles James. After some discussion, Marignac's name "ytterbium" was retained. A relatively pure sample of the metal was first obtained in 1953. At present, ytterbium is mainly used as a dopant of stainless steel or active laser media, and less often as a gamma ray source.

Natural ytterbium is a mixture of seven stable isotopes, which altogether are present at an average concentration of 3 parts per million in the Earth's crust. This element is mined in China, the United States, Brazil, and India in form of the minerals monazite, euxenite, and xenotime. The ytterbium concentration is low because it is found only among many other rare-earth elements. It is among the least abundant. Once extracted and prepared, ytterbium is somewhat hazardous as an eye and skin irritant. The metal is a fire and explosion hazard.

Characteristics

Physical properties

الإيتربيوم عنصر كيميائي لين وقابل للطرق والسحب . عند تحضيره حديثاً، يكون لونه أقل ذهبية من السيزيوم . وهو عنصر من العناصر الأرضية النادرة ، ويذوب بسهولة في الأحماض المعدنية القوية . [ 9 ]

للإيتربيوم ثلاثة أشكال تآصلية تُرمز لها بالأحرف اليونانية ألفا وبيتا وجاما. تتراوح درجات حرارة تحولها بين -13  درجة مئوية و795  درجة مئوية، [ 9 ] مع العلم أن درجة حرارة التحول الدقيقة تعتمد على الضغط والإجهاد . [ 10 ] يوجد الشكل التآصلي بيتا (6.966 جم/سم³ ) في درجة حرارة الغرفة، وله بنية بلورية مكعبة مركزية الوجوه . أما الشكل التآصلي جاما (6.57 جم/سم³ ) فيوجد في درجات الحرارة العالية وله بنية بلورية مكعبة مركزية الجسم . [ 9 ] بينما يتميز الشكل التآصلي ألفا (6.903 جم/سم³ ) ببنية بلورية سداسية وهو مستقر في درجات الحرارة المنخفضة. [ 11 ]   

يتمتع الشكل المتآصل بيتا بموصلية كهربائية معدنية عند الضغط الجوي العادي، ولكنه يتحول إلى شبه موصل عند تعرضه لضغط يبلغ حوالي 16000 ضغط جوي (1.6 جيجا باسكال ). تزداد مقاومته الكهربائية عشرة أضعاف عند ضغطه إلى 39000 ضغط جوي (3.9 جيجا باسكال)، ثم تنخفض إلى حوالي 10% من مقاومته عند درجة حرارة الغرفة عند ضغط يبلغ حوالي 40000 ضغط جوي (4.0 جيجا باسكال). [ 9 ] [ 12 ]    

على عكس المعادن الأرضية النادرة الأخرى، التي عادةً ما تمتلك خصائص مضادة للمغناطيسية و/أو مغناطيسية حديدية عند درجات الحرارة المنخفضة ، يكون الإيتربيوم بارامغناطيسيًا عند درجات حرارة أعلى من 1.0 كلفن . [ 13 ] ومع ذلك، فإن شكله التآصلي ألفا ديامغناطيسي . [ 10 ] وبنقطة انصهار تبلغ 824  درجة مئوية ونقطة غليان تبلغ 1196  درجة مئوية، يمتلك الإيتربيوم أصغر نطاق سائل بين جميع المعادن. [ 9 ]

Contrary to most other lanthanides, which have a close-packed hexagonal lattice, ytterbium crystallizes in the face-centered cubic system. Ytterbium has a density of 6.973 g/cm3, which is significantly lower than those of the neighboring lanthanides, thulium (9.32 g/cm3) and lutetium (9.841 g/cm3). Its melting and boiling points are also significantly lower than those of thulium and lutetium. This is due to the closed-shell electron configuration of ytterbium ([Xe] 4f14 6s2), which causes only the two 6s electrons to be available for metallic bonding (in contrast to the other lanthanides where three electrons are available) and increases ytterbium's metallic radius.[11]

Chemical properties

Ytterbium metal tarnishes slowly in air, taking on a golden or brown hue. Finely dispersed ytterbium readily oxidizes in air and under oxygen. Mixtures of powdered ytterbium with polytetrafluoroethylene or hexachloroethane burn with an emerald-green flame.[14] Ytterbium reacts with hydrogen to form various non-stoichiometrichydrides. Ytterbium dissolves slowly in water, but quickly in acids, liberating hydrogen.[11]

Ytterbium is quite electropositive, and it reacts slowly with cold water and quite quickly with hot water to form ytterbium(III) hydroxide:[15]

2 Yb (s) + 6 H2O (l) → 2 Yb(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)

Ytterbium reacts with all the halogens:[15]

2 Yb (s) + 3 F2 (g) → 2 YbF3 (s) [white]
2 Yb (s) + 3 Cl2 (g) → 2 YbCl3 (s) [white]
2 Yb (s) + 3 Br2 (l) → 2 YbBr3 (s) [white]
2 Yb (s) + 3 I2 (s) → 2 YbI3 (s) [white]

The ytterbium(III) ion absorbs light in the near-infrared range of wavelengths, but not in visible light, so ytterbia, Yb2O3, is white in color and the salts of ytterbium are also colorless. Ytterbium dissolves readily in dilute sulfuric acid to form solutions that contain the colorless Yb(III) ions, which exist as nonahydrate complexes:[15]

2 Yb (s) + 3 H 2 SO 4 (aq) + 18 H2 O(ل) → 2 [Yb(H2O)9]3+(aq) + 3SO 2− 4 (aq) + 3 H2(g)

Yb(II) مقابل Yb(III)

على الرغم من أن الإيتربيوم عادةً ما يكون ثلاثي التكافؤ، إلا أنه يُكوّن بسهولة مركبات ثنائية التكافؤ. يُعدّ هذا السلوك غير معتاد بالنسبة لللانثانيدات ، التي تُكوّن حصريًا تقريبًا مركبات بحالة أكسدة +3. تتميز حالة +2 بتوزيع إلكتروني تكافؤي 4f¹⁴ ، وذلك لأن الغلاف f الممتلئ بالكامل يُعطي استقرارًا أكبر. يُعتبر أيون الإيتربيوم (II) ذو اللون الأصفر المخضر عاملًا مُختزلًا قويًا جدًا ، حيث يُحلل الماء مُطلقًا الهيدروجين ، ولذلك فإن أيون الإيتربيوم (III) عديم اللون هو الوحيد الموجود في المحلول المائي . يتصرف كل من الساماريوم والثوليوم بهذه الطريقة أيضًا في حالة +2، بينما يبقى اليوروبيوم (II) مستقرًا في المحلول المائي. يتصرف فلز الإيتربيوم بشكل مشابه لفلز اليوروبيوم والفلزات القلوية الترابية، حيث يذوب في الأمونيا مُكوّنًا أملاح الإلكتريد الزرقاء . [ 11 ]

النظائر

يتكون الإيتربيوم الطبيعي من سبعة نظائر مستقرة : 168Yb ، 170Yb ، 171Yb ، 172Yb ، 173Yb ، 174Yb ، و 176 Yb، حيث يُعدّ 174Yb الأكثر وفرة (31.90% من وفرته الطبيعية ). وقد رُصد اثنان وثلاثون نظيرًا مشعًا اصطناعيًا ، وأكثرها استقرارًا هو 169Yb بنصف عمر يبلغ 32.014 يومًا، يليه 175Yb بنصف عمر يبلغ 4.185 يومًا، ثم 166Yb بنصف عمر يبلغ 56.7 ساعة. جميع النظائر المشعة المتبقية لها أنصاف أعمار أقل من ساعتين، ومعظمها أقل من 20 دقيقة. يحتوي هذا العنصر أيضًا على 18 حالة ميتا ، وأكثرها استقرارًا هو 169mYb (نصف عمر 46 ثانية). [ 8 ]

The known isotopes of ytterbium range from 149Yb to 187Yb.[8][16] The primary decay mode for those isotopes lighter than the most abundant stable isotope, 174Yb, is electron capture giving thulium isotopes; the primary mode after is beta emission giving lutetium isotopes.

Occurrence

Euxenite

Ytterbium is found with other rare-earth elements in several rare minerals. It is most often recovered commercially from monazite sand (0.03% ytterbium). The element is also found in euxenite and xenotime. The main mining areas are China, the United States, Brazil, India, Sri Lanka, and Australia. Reserves of ytterbium are estimated as one million tonnes. Ytterbium is normally difficult to separate from other rare earths, but ion-exchange and solvent extraction techniques developed in the mid- to late 20th century have simplified separation. Compounds of ytterbium are rare and have not yet been well characterized. The abundance of ytterbium in the Earth's crust is about 3 mg/kg.[12]

As an even-numbered lanthanide, in accordance with the Oddo–Harkins rule, ytterbium is significantly more abundant than its immediate neighbors, thulium and lutetium, which occur in the same concentrate at levels of about 0.5% each. The world production of ytterbium is only about 50 tonnes per year, reflecting that it has few commercial applications.[12] Microscopic traces of ytterbium are used as a dopant in the Yb:YAG laser, a solid-state laser in which ytterbium is the element that undergoes stimulated emission of electromagnetic radiation.[17]

Ytterbium is often the most common substitute in yttrium minerals. In very few known cases/occurrences ytterbium prevails over yttrium, as, e.g., in xenotime-(Yb). A report of native ytterbium from the Moon's regolith is known.[18]

Production

It is relatively difficult to separate ytterbium from other lanthanides due to its similar properties. As a result, the process is somewhat long. First, minerals such as monazite or xenotime are dissolved into various acids, such as sulfuric acid. Ytterbium can then be separated from other lanthanides by ion exchange, as can other lanthanides. The solution is then applied to a resin, to which different lanthanides bind with different affinities. This is then dissolved using complexing agents, and due to the different types of bonding exhibited by the different lanthanides, it is possible to isolate the compounds.[19][20]

Ytterbium is separated from other rare earths either by ion exchange or by reduction with sodium amalgam. In the latter method, a buffered acidic solution of trivalent rare earths is treated with molten sodium-mercury alloy, which reduces and dissolves Yb3+. The alloy is treated with hydrochloric acid. The metal is extracted from the solution as oxalate and converted to oxide by heating. The oxide is reduced to metal by heating with lanthanum, aluminium, cerium or zirconium in high vacuum. The metal is purified by sublimation and collected over a condensed plate.[21]

Compounds

Ytterbium(III) oxide

The chemical behavior of ytterbium is similar to that of the rest of the lanthanides. Most ytterbium compounds are found in the +3 oxidation state, and its salts in this oxidation state are nearly colorless. Like europium, samarium, and thulium, the trihalides of ytterbium can be reduced to the dihalides by hydrogen, zinc dust, or by the addition of metallic ytterbium.[11] The +2 oxidation state occurs only in solid compounds and reacts in some ways similarly to the alkaline earth metal compounds; for example, ytterbium(II) oxide (YbO) shows the same structure as calcium oxide (CaO).[11]

Halides

Crystal structure of ytterbium(III) oxide

يشكل الإيتربيوم ثنائيات الهاليد وثلاثيات الهاليد مع الهالوجينات الفلور والكلور والبروم واليود . وتكون ثنائيات الهاليد عرضة للأكسدة إلى ثلاثيات الهاليد عند درجة حرارة الغرفة ، وتتفكك إلى ثلاثيات الهاليد والإيتربيوم المعدني عند درجة حرارة عالية : [ 11 ]

3 YbX 2 → 2 YbX 3 + Yb (X = F , Cl , Br , I )

تُستخدم بعض هاليدات الإيتربيوم ككواشف في التخليق العضوي . على سبيل المثال، يُعد كلوريد الإيتربيوم (III) (YbCl₃ ) حمض لويس ، ويمكن استخدامه كعامل حفاز في تفاعلات ألدول [ 22 ] وديلز -ألدر [ 23 ] . كما يُمكن استخدام يوديد الإيتربيوم (II) (YbI₂ ) ، مثل يوديد الساماريوم (II) ، كعامل مُختزل في تفاعلات الاقتران [ 24 ] . ويُستخدم فلوريد الإيتربيوم (III) (YbF₃ ) كحشوة أسنان خاملة وغير سامة ، حيث يُطلق باستمرار أيونات الفلورايد المفيدة لصحة الأسنان، كما أنه يُعد عامل تباين جيدًا في الأشعة السينية [ 25 ] .

الأكاسيد

يتفاعل الإيتربيوم مع الأكسجين لتكوين أكسيد الإيتربيوم (III) (Yb₂O₃ ) ، الذي يتبلور في بنية "أكسيد ثلاثي من النوع C للعناصر الأرضية النادرة"، وهي بنية مشابهة لبنية الفلوريت مع إزالة ربع الأنيونات، مما يؤدي إلى وجود ذرات الإيتربيوم في بيئتين مختلفتين بستة تنسيقات (غير ثمانية السطوح). [ 26 ] يمكن اختزال أكسيد الإيتربيوم (III) إلى أكسيد الإيتربيوم (II) (YbO) باستخدام الإيتربيوم العنصري، الذي يتبلور في نفس بنية كلوريد الصوديوم . [ 11 ]

البوريدات

يُعدّ دوديكابوريد الإيتربيوم (YbB₁₂ ) مادةً بلوريةً دُرست لفهم الخصائص الإلكترونية والبنيوية المتنوعة للعديد من المواد ذات الصلة الكيميائية. وهو عازل كوندو . [ 27 ] وهو مادة كمومية ؛ ففي الظروف العادية، يكون باطن البلورة عازلاً بينما يكون سطحها موصلاً عالياً . [ 28 ] ومن بين عناصر الأرض النادرة ، يُعدّ الإيتربيوم أحد العناصر القليلة القادرة على تكوين دوديكابوريد مستقر، وهي خاصية تُعزى إلى نصف قطره الذري الصغير نسبياً. [ 29 ]

تاريخ

جان تشارلز غاليسار دي ماريناك

في عام 1878، اكتشف الكيميائي السويسري جان شارل غاليسار دي مارينياك عنصر الإيتربيوم . أثناء فحصه لعينات من الغادولينيت ، وجد مارينياك مكونًا جديدًا في الأرض كان يُعرف آنذاك باسم الإربيا ، وأطلق عليه اسم إيتربيا، نسبةً إلى قرية إيتربي السويدية القريبة من موقع اكتشافه لهذا المكون الجديد من الإربيوم. اشتبه مارينياك في أن الإيتربيا مركب من عنصر جديد أطلق عليه اسم "الإيتربيوم". [ 12 ] [ 25 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]

في عام ١٩٠٧، فصل الكيميائي الفرنسي جورج أوربان مادة الإيتربيا التي اكتشفها مارينياك إلى عنصرين: نيويتربيا ولوتيسيا . عُرفت النيويتربيا لاحقًا باسم عنصر الإيتربيوم، بينما عُرفت اللوتيسيا باسم عنصر اللوتيتيوم . وفي نفس الفترة تقريبًا، عزل الكيميائي النمساوي كارل أوير فون ويلسباخ هذين العنصرين من الإيتربيا بشكل مستقل، لكنه أطلق عليهما اسمي ألديبارانيوم ( نسبةً إلى ألديباران ) وكاسيوپيوم . [ ١٢ ] كما عزل الكيميائي الأمريكي تشارلز جيمس هذين العنصرين بشكل مستقل في نفس الفترة تقريبًا. [ ٣٣ ]

Urbain and Welsbach accused each other of publishing results based on the other party.[34][35][36] In 1909, the Commission on Atomic Mass, consisting of Frank Wigglesworth Clarke, Wilhelm Ostwald, and Georges Urbain, which was then responsible for the attribution of new element names, settled the dispute by granting priority to Urbain and adopting his names as official ones, based on the fact that the separation of lutetium from Marignac's ytterbium was first described by Urbain.[34] After Urbain's names were recognized, neoytterbium was reverted to ytterbium.

Metallic ytterbium was first produced by Wilhelm Klemm and Heinrich Bommer in 1936.[37]

The chemical and physical properties of ytterbium could not be determined with any precision until 1953, when the first nearly pure ytterbium metal was produced by using ion-exchange processes.[12] The price of ytterbium was relatively stable between 1953 and 1998 at about US$1,000/kg.[38]

Applications

Source of gamma rays

The 169Yb isotope (with a half-life of 32 days), which is created along with the short-lived 175Yb isotope (half-life 4.2 days) by neutron activation during the irradiation of ytterbium in nuclear reactors, has been used as a radiation source in portable X-ray machines. Like X-rays, the gamma rays emitted by the source pass through soft tissues of the body, but are blocked by bones and other dense materials. Thus, small 169Yb samples (which emit gamma rays) act like tiny X-ray machines useful for radiography of small objects. Experiments show that radiographs taken with a 169Yb source are roughly equivalent to those taken with X-rays having energies between 250 and 350 keV. 169Yb is also used in nuclear medicine.[39]

High-stability atomic clocks

في عام 2013، حقق زوج من الساعات الذرية التجريبية ، المعتمدة على ذرات الإيتربيوم في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST)، رقماً قياسياً في الاستقرار. أفاد علماء الفيزياء في المعهد أن دقة دقات ساعات الإيتربيوم تصل إلى أقل من جزأين من كوينتيليون واحد (1 متبوعاً بـ 18 صفراً)، أي ما يقارب عشرة أضعاف أفضل النتائج المنشورة سابقاً لساعات ذرية أخرى. ستكون دقة هذه الساعات في حدود ثانية واحدة لفترة زمنية تُقارب عمر الكون. تعتمد هذه الساعات على حوالي 10,000 ذرة من الإيتربيوم مُبرّدة بالليزر إلى 10 ميكروكلفن (10 أجزاء من المليون من الدرجة فوق الصفر المطلق ) ومُحاصرة في شبكة بصرية - وهي عبارة عن سلسلة من الآبار المسطحة المصنوعة من ضوء الليزر. يعمل ليزر آخر، يصدر 518 تريليون نبضة في الثانية (518 تيراهيرتز)، على إحداث انتقال بين مستويين من الطاقة في الذرات. يُعد العدد الكبير من الذرات عاملاً أساسياً في استقرار الساعات العالي. [ 40 ]

تتذبذب موجات الضوء المرئي أسرع من الموجات الميكروية ، ولذلك يمكن أن تكون الساعات الضوئية أكثر دقة من الساعات الذرية المصنوعة من السيزيوم . ويعمل المعهد الاتحادي للفيزياء والتقنية على تطوير العديد من هذه الساعات الضوئية. يتميز النموذج الذي يحتوي على أيون واحد من الإيتربيوم محصور في مصيدة أيونية بدقة عالية. وتصل دقة الساعة الضوئية المبنية على هذا النموذج إلى 17 رقمًا بعد الفاصلة العشرية. [ 41 ]

تطعيم الفولاذ المقاوم للصدأ

يمكن استخدام الإيتربيوم أيضًا كمادة مضافة لتحسين دقة الحبيبات، والقوة، والخواص الميكانيكية الأخرى للفولاذ المقاوم للصدأ . وقد استُخدمت بعض سبائك الإيتربيوم نادرًا في طب الأسنان . [ 9 ] [ 12 ]

الإيتربيوم كمادة مضافة للوسائط النشطة

يُستخدم أيون الإيتربيوم (Yb³⁺ ) كمادة مُطعِّمة في أوساط الليزر النشطة ، وتحديدًا في ليزرات الحالة الصلبة وليزر الألياف ثنائي الغلاف . تتميز ليزرات الإيتربيوم بكفاءة عالية، وعمر تشغيلي طويل، وقدرة على توليد نبضات قصيرة؛ كما يُمكن دمج الإيتربيوم بسهولة في المادة المُستخدمة في تصنيع الليزر. [ 42 ] تُشع ليزرات الإيتربيوم عادةً في نطاق 1.03-1.12 ميكرومتر ، ويتم ضخها ضوئيًا عند أطوال موجية تتراوح بين 900 نانومتر و1 ميكرومتر، وذلك تبعًا للمادة المضيفة والتطبيق. يُضفي العيب الكمي الصغير للإيتربيوم خصائص مُطعِّمة واعدة لليزر عالي الكفاءة وزيادة القدرة . [ 43 ]   

تتميز حركية الإثارات في المواد المشوبة بالإيتربيوم بالبساطة، ويمكن وصفها ضمن مفهوم المقاطع العرضية الفعالة ؛ وبالنسبة لمعظم مواد الليزر المشوبة بالإيتربيوم (كما هو الحال بالنسبة للعديد من أوساط التضخيم الأخرى المضخّة ضوئيًا)، فإن علاقة ماك كامبر صحيحة، [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] على الرغم من أن تطبيقها على المواد المركبة المشوبة بالإيتربيوم كان قيد المناقشة. [ 47 ] [ 48 ]

عادةً ما تُستخدم تراكيز منخفضة من الإيتربيوم. عند التراكيز العالية، تُظهر المواد المُطعّمة بالإيتربيوم ظاهرة التعتيم الضوئي [ 49 ] (الألياف الزجاجية) أو حتى تحولًا إلى انبعاث واسع النطاق [ 50 ] (البلورات والسيراميك) بدلًا من فعالية الليزر. قد يرتبط هذا التأثير ليس فقط بارتفاع درجة الحرارة، بل أيضًا بظروف تعويض الشحنة عند التراكيز العالية لأيونات الإيتربيوم. [ 51 ]

لقد أُحرز تقدم كبير في مجال الليزرات والمضخمات عالية القدرة المصنعة باستخدام الألياف البصرية المُطعّمة بالإيتربيوم (Yb). وقد ارتفعت مستويات الطاقة من  نطاق 1 كيلوواط بفضل التطورات في المكونات والألياف المُطعّمة بالإيتربيوم. يُمكّن تصنيع ألياف ذات فتحة عددية منخفضة ومساحة نمط كبيرة من تحقيق جودة شعاع شبه مثالية (M²<1.1) عند مستويات طاقة تتراوح من 1.5  كيلوواط إلى أكثر من 2  كيلوواط عند طول موجي ~1064  نانومتر في تكوين واسع النطاق. [ 52 ] كما تتميز ألياف LMA المُطعّمة بالإيتربيوم بقطر مجال نمط أكبر، مما يُلغي تأثيرات الظواهر غير الخطية مثل تشتت بريلوين المُحفّز وتشتت رامان المُحفّز ، والتي تحدّ من الوصول إلى مستويات طاقة أعلى، مما يوفر ميزة واضحة على ألياف الإيتربيوم أحادية النمط.

لتحقيق مستويات طاقة أعلى في أنظمة الألياف الضوئية القائمة على الإيتربيوم، يجب مراعاة جميع عوامل الألياف. ولا يمكن تحقيق ذلك إلا من خلال تحسين جميع معايير ألياف الإيتربيوم، بدءًا من فقدان الخلفية في اللب وصولًا إلى الخصائص الهندسية، لتقليل فقدان الوصلات داخل التجويف. كما يتطلب رفع مستوى الطاقة تحسين مطابقة الألياف السلبية داخل التجويف البصري. [ 53 ] ويلعب تحسين الزجاج المُطعّم بالإيتربيوم نفسه، من خلال تعديل الزجاج المضيف بمواد تطعيم مختلفة، دورًا كبيرًا في تقليل فقدان الخلفية في الزجاج، وتحسين كفاءة ميل الألياف، وتحسين أداء التعتيم الضوئي، وكلها عوامل تُسهم في زيادة مستويات الطاقة في  أنظمة 1 ميكرومتر.

الكيوبتات الأيونية للحوسبة الكمومية

يستخدم العديد من المجموعات الأكاديمية والشركات أيون الإيتربيوم المشحون 171+ كوحدة بت أيونية محصورة في الحوسبة الكمومية . [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] وقد تم تحقيق بوابات التشابك ، مثل بوابة مولمر-سورنسن ، من خلال معالجة الأيونات باستخدام ليزرات نبضية مقفلة النمط . [ 57 ]

آحرون

تزداد مقاومة معدن الإيتربيوم الكهربائية عند تعرضه لإجهادات عالية. تُستخدم هذه الخاصية في أجهزة قياس الإجهاد لرصد تشوهات الأرض الناتجة عن الزلازل والانفجارات. [ 58 ]

يجري حاليًا دراسة الإيتربيوم كبديل محتمل للمغنيسيوم في حمولات الألعاب النارية عالية الكثافة المستخدمة في الشعلات الضوئية الحركية بالأشعة تحت الحمراء . ونظرًا لأن أكسيد الإيتربيوم (III) يتميز بانبعاثية أعلى بكثير في نطاق الأشعة تحت الحمراء مقارنةً بأكسيد المغنيسيوم ، فإنه يتم الحصول على شدة إشعاعية أعلى باستخدام حمولات الإيتربيوم مقارنةً بتلك الشائعة المصنوعة من المغنيسيوم/التفلون/الفيتون (MTV). [ 59 ]

احتياطات

في الهواء الجاف عند درجة حرارة الغرفة، يتأكسد سطح الإيتربيوم ببطء؛ أما في حالته المسحوقة، فإنه يشتعل ذاتيًا في الهواء. [ 60 ] : 974 يُخزن الإيتربيوم في حاويات محكمة الإغلاق وفي جو خامل، مثل صندوق جاف مملوء بالنيتروجين، لحمايته من الهواء والرطوبة. [ 61 ] تُعامل جميع مركبات الإيتربيوم على أنها شديدة السمية ، على الرغم من أن الدراسات تشير إلى أن الخطر ضئيل. مع ذلك، تُسبب مركبات الإيتربيوم تهيجًا للجلد والعينين، وقد يكون بعضها مُشوهًا للأجنة . [ 62 ]

مراجع

  1. ↑ غرينوود، ن. ن. ، وإيرنشو، أ. (1997). كيمياء العناصر (  الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. ص  112. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN 978-0-08-037941-8.
  2. ↑ "الأوزان الذرية القياسية: الإيتربيوم" . CIAAW . 2015.
  3. ↑ بروهاسكا تي، إيرجيهير جيه، بينيفيلد جيه، وآخرون . (4 مايو 2022). "الأوزان الذرية القياسية للعناصر 2021 (تقرير فني من الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية)" . الكيمياء البحتة والتطبيقية . doi : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN 1365-3075 .  
  4. 1 2 3 أربلاستر، جيه دبليو (2018). القيم المختارة للخواص البلورية للعناصر . ماتيريالز بارك، أوهايو: الجمعية الأمريكية للمعادن الدولية. ISBN 978-1-62708-155-9.
  5. لوحظ وجود اللانثانوم (I)، والبراسيوديميوم (I)، والتيربيوم (I)، والثوليوم (I)، والإيتربيوم (I) فيتجمعات MB 8 − ؛ انظر : Li WL, Chen TT, Chen WJ, et al. (2021). "Monovalent lanthanide(I) in borozene complexes" . Nature Communications . 12 (1): 6467. Bibcode : 2021NatCo..12.6467L . doi : 10.1038/ s41467-021-26785-9 . PMC 8578558. PMID 34753931 .   
  6. ↑ غرينوود، ن. ن. ، وإيرنشو، أ. (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. ص 28. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN   978-0-08-037941-8.
  7. ↑ ويست ر (1984). سي آر سي، دليل الكيمياء والفيزياء . بوكا راتون، فلوريدا: دار نشر شركة المطاط الكيميائي. ص. E110. ISBN  0-8493-0464-4.
  8. 1 2 3 كونديڤ إف جي، وانغ إم، هوانغ دبليو جي، وآخرون (2021). "تقييم NUBASE2020 للخواص النووية" (ملف PDF) . الفيزياء الصينية ج . 45 (3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae . 
  9. 1 2 3 4 5 6 هاموند، سي آر (2000). العناصر، في كتيب الكيمياء والفيزياء (الطبعة 81 ). مطبعة سي آر سي. رقم ISBN  978-0-8493-0481-1.
  10. 1 2 بوخر إي، شميدت ب، جايرامان أ، وآخرون (1970). "انتقال طور جديد من الدرجة الأولى في معدن الإيتربيوم عالي النقاء". مجلة Physical Review B. 2 ( 10): 3911. Bibcode : 1970PhRvB...2.3911B . doi : 10.1103/PhysRevB.2.3911 . 
  11. 1 2 3 4 5 6 7 8 هولمان إيه إف، ويبيرج، إيغون، ويبيرج، نيلز (1985). "يموت لانثانويد". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (في الألمانية) (91-100 ed.). والتر دي جرويتر. ص 1265 – 1279. ISBN   978-3-11-007511-3.
  12. 1 2 3 4 5 6 7 إمسلي، جون (2003). لبنات بناء الطبيعة: دليل من الألف إلى الياء للعناصر . مطبعة جامعة أكسفورد. الصفحات 492-494 . ISBN  978-0-19-850340-8.
  13. ↑ جاكسون، م. (2000). "مغناطيسية العناصر الأرضية النادرة" . مجلة IRM الفصلية 10(3): 1
  14. ↑ كوخ إي سي، ويزر في، روث إي، وآخرون (2012). "احتراق معدن الإيتربيوم". المواد الدافعة والمتفجرات والألعاب النارية . 37 : 9-11 . doi : 10.1002/prep.201100141 . 
  15. 1 2 3 "التفاعلات الكيميائية للإيتربيوم" . Webelements . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يونيو 2009 .
  16. ↑ تاراسوف، أو. بي.، غاد، أ.، فوكوشيما، ك.، وآخرون (2024). "رصد نظائر جديدة في تفتت البلاتين -198 في مصادم الفوتونات الأيونية المحفزة " . رسائل المراجعة الفيزيائية . 132 (72501) 072501. رمز Bibcode : 2024PhRvL.132g2501T . doi : 10.1103/PhysRevLett.132.072501 . OSTI 2309727. PMID 38427880 .   
  17. ↑ لاكوفارا ب، تشوي هـ ك، وانغ س أ، وآخرون (1991). "ليزر Yb:YAG يعمل في درجة حرارة الغرفة ويُضخّم بواسطة ثنائي". رسائل البصريات . 16 (14): 1089-1091 . Bibcode : 1991OptL...16.1089L . doi : 10.1364/OL.16.001089 . PMID 19776885 .  
  18. ↑ معهد هدسون لعلم المعادن (1993-2018). "Mindat.org" . www.mindat.org . تاريخ الاسترجاع: 7 أبريل 2018 .
  19. ↑ جيليس، في. إم.، تشوفيليفا، إي. إيه.، فيرسوفا، إل. إيه.، وآخرون (2005). "تحسين فصل الإيتربيوم واللوتيتيوم باستخدام كروماتوغرافيا الإزاحة المعقدة". المجلة الروسية للكيمياء التطبيقية . 78 (9): 1420. doi : 10.1007/s11167-005-0530-6 . S2CID 94642269 .  
  20. ↑ هوبيكا هـ، دروبيك د (1997). "طريقة التبادل الأيوني لفصل الإيتربيوم عن الهولميوم والإربيوم". علم المعادن المائية . 47 (1): 127-136 . Bibcode : 1997HydMe..47..127H . doi : 10.1016/S0304-386X(97)00040-6 .
  21. ↑ باتنايك، ب. (2003). دليل المركبات الكيميائية غير العضوية . ماكجرو هيل. الصفحات 973-975 . ISBN  978-0-07-049439-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يونيو 2009 .
  22. ^ لو إس، ويستبروك جا، شاوس SE (2004). “تفاعلات ألدول نزع الكربوكسيل من استرات أليل بيتا-كيتو عبر الحفز المعدني المتغاير”. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 126 (37): 11440–11441 . بيب كود : 2004JAChS.12611440L . دوى : 10.1021/ja045981k . بميد 15366881 . 
  23. ↑ فانغ إكس، واتكين جي جي، وارنر بي بي (2000). "تفاعل الأليلة للألدهيدات مع أليل ثلاثي ميثيل سيلان المحفز بثلاثي كلوريد الإيتربيوم" . رسائل رباعي السطوح . 41 (4): 447. doi : 10.1016/S0040-4039(99)02090-0 .
  24. ↑ جيرارد، ب.، نامي، ج. ل.، كاجان، هـ. ب. (1980). "مشتقات اللانثانيدات ثنائية التكافؤ في التخليق العضوي. 1. تحضير يوديد الساماريوم ويوديد الإيتربيوم بطريقة معتدلة واستخدامهما كعوامل اختزال أو اقتران". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 102 (8): 2693. Bibcode : 1980JAChS.102.2693G . doi : 10.1021/ja00528a029 .
  25. 1 2 إنجهاج، بير (2004). موسوعة العناصر: البيانات التقنية، التاريخ، المعالجة، التطبيقات. جون وايلي وأولاده، ISBN 978-3-527-30666-4، ص 448 .
  26. ↑ ويلز، أ. ف. (1984) الكيمياء اللاعضوية البنيوية ، الطبعة الخامسة، منشورات أكسفورد للعلوم، رقم ISBN 0-19-855370-6
  27. ↑ ألتشولر، تي إس، وبريسلر، إم إس (2002). "حول طبيعة فجوة الطاقة في دوديكابوريد الإيتربيوم YbB12 " . فيزياء الحالة الصلبة . 44 (8): 1532-1535 . Bibcode : 2002PhSS...44.1532A . doi : 10.1134/1.1501353 . S2CID 120575196 . 
  28. ↑ شيانغ ز، كاساهارا ي، أسابا ت، وآخرون (2018). "التذبذبات الكمومية للمقاومة الكهربائية في مادة عازلة". مجلة ساينس . 362 (6410): 65-69 . arXiv : 1905.05140 . Bibcode : 2018Sci...362...65X . doi : 10.1126/science.aap9607 . PMID: 30166438. S2CID : 206664739 .   
  29. ↑ لا بلاكا إس جيه، نونان دي (1963). "دوديكابوريدات الإيتربيوم والتيربيوم" . أكتا كريستالوغرافيكا . 16 (11): 1182. Bibcode : 1963AcCry..16.1182L . doi : 10.1107/S0365110X63003108 .
  30. ↑ ويكس إم إي (1956). اكتشاف العناصر ( الطبعة السادسة). إيستون، بنسلفانيا: مجلة التعليم الكيميائي. 
  31. ↑ ويكس، م. إي. (أكتوبر 1932). "اكتشاف العناصر. السادس عشر. العناصر الأرضية النادرة". مجلة التعليم الكيميائي . 9 (10): 1751. Bibcode : 1932JChEd...9.1751W . doi : 10.1021/ed009p1751 .
  32. ↑ "الإيتربيوم" . الجمعية الملكية للكيمياء . 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 يناير 2020 .
  33. ↑ "فصل العناصر الأرضية النادرة بواسطة تشارلز جيمس" . المعالم الكيميائية التاريخية الوطنية . الجمعية الكيميائية الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 فبراير 2014 .
  34. 1 2 أوربين، إم جي (1908). "عنصر جديد هو المركب الناتج عن مضاعفة الإيتربيوم في ماريناك" . Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences (باللغة الفرنسية). 145 : 759 – 762.
  35. ^ أوربان جي (1909). "اللوتيتيوم والنيويتيربيوم أو الكاسيوبيوم والألديبارانيوم - إرويدرونج أوف دن آرتيكل ديس هيرن أوير ضد ويلسباخ" . Monatshefte für Chemie . 31 (10): 1. دوى : 10.1007/BF01530262 . S2CID 101825980 . 
  36. ^ فون ويلسباخ كاليفورنيا (1908). "Die Zerlegung des Ytterbiums in seine Elemente" . Monatshefte für Chemie . 29 (2): 181-225 . دوى : 10.1007 / BF01558944 . S2CID 197766399 . 
  37. ^ كليم دبليو، بومر إتش (1937). "Zur Kenntnis der Metalle der seltenen Erden" . Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 231 ( 1 – 2): 138 – 171. بيب كود : 1937ZAACh.231..138K . دوى : 10.1002/zaac.19372310115 .
  38. ↑Hedrick, James B. "Rare-Earth Metals"(PDF). USGS. Archived from the original(PDF) on 10 January 2011. Retrieved 6 June 2009.
  39. ↑Halmshaw R (1995). Industrial radiology: theory and practice. Springer. pp. 168–169. ISBN 978-0-412-62780-4– via Google Books.
  40. ↑"Ytterbium Atomic Clocks Set Record for Stability". nist.gov. National Institute of Standards and Technology. 22 August 2013./
  41. ↑Peik E (1 March 2012). "New 'pendulum' for the ytterbium clock". ptb.de.
  42. ↑Ostby E (2009). Photonic Whispering-Gallery Resonations in New Environments(PDF) (Thesis). California Institute of Technology. Retrieved 21 December 2012.
  43. ↑Grukh DA, Bogatyrev VA, Sysolyatin AA, et al. (2004). "Broadband Radiation Source Based on an Ytterbium-Doped Fibre With Fibre-Length-Distributed Pumping". Quantum Electronics. 34 (3): 247. Bibcode:2004QuEle..34..247G. doi:10.1070/QE2004v034n03ABEH002621. S2CID 250788004.
  44. ↑Kouznetsov D, Bisson JF, Takaichi K, et al. (2005). "Single-mode solid-state laser with short wide unstable cavity". Journal of the Optical Society of America B. 22 (8): 1605–1619. Bibcode:2005JOSAB..22.1605K. doi:10.1364/JOSAB.22.001605.
  45. ↑McCumber D (1964). "Einstein Relations Connecting Broadband Emission and Absorption Spectra". Physical Review B. 136 (4A): 954–957. Bibcode:1964PhRv..136..954M. doi:10.1103/PhysRev.136.A954.
  46. ↑Becker P, Olson N, Simpson J (1999). Erbium-Doped Fiber Amplifiers: Fundamentals and Theory. Academic Press.
  47. ↑Kouznetsov D (2007). "Comment on Efficient diode-pumped Yb:Gd2SiO5 laser". Applied Physics Letters. 90 (6): 066101. Bibcode:2007ApPhL..90f6101K. doi:10.1063/1.2435309.
  48. ↑ تشاو جي، سو إل، شو جي، وآخرون (2007). "رد على تعليق حول ليزر Yb:Gd2SiO5 عالي الكفاءة يعمل بالديود" . رسائل الفيزياء التطبيقية . 90 ( 6): 066103. Bibcode : 2007ApPhL..90f6103Z . doi : 10.1063 / 1.2435314 . 
  49. ↑ كوبونين جيه جيه، سودرلوند إم جيه، هوفمان إتش جيه، وآخرون (2006). "قياس التعتيم الضوئي من ألياف السيليكا أحادية النمط المشوبة بالإيتربيوم" . أوبتكس إكسبرس . 14 (24): 11539-11544 . Bibcode : 2006OExpr..1411539K . doi : 10.1364/OE.14.011539 . PMID 19529573. S2CID 27830683 .   {{cite journal}}: CS1 maint: overridden setting ( link )
  50. ↑ بيسون جيه إف، كوزنيتسوف دي، أويدا كيه، وآخرون ( 2007). "تبديل الانبعاثية والتوصيل الضوئي في سيراميك Yb³⁺:Y₂O₃ وLu₂O₃ عالي التشويب " . رسائل الفيزياء التطبيقية . 90 ( 20 ) : 201901. Bibcode : 2007ApPhL..90t1901B . doi : 10.1063 /1.2739318 . {{cite journal}}: CS1 maint: overridden setting ( link )
  51. ↑ سوشينسكي ن، أبيلان م، رودريغيز-فرنانديز ج، وآخرون (2007). "تأثير تركيز الإيتربيوم على المقاومة وعمر بلورات CdTe:Ge:Yb المشوبة بشكل مشترك" (ملف PDF) . رسائل الفيزياء التطبيقية . 91 (20): 202112. Bibcode : 2007ApPhL..91t2112S . doi : 10.1063/1.2815644 . hdl : 10261/46803 – عبر digital.csic.es. {{cite journal}}: CS1 maint: overridden setting ( link )
  52. ↑ سامسون ب، كارتر أ، تانكالا ك (2011). "الألياف المُطعّمة: ألياف العناصر الأرضية النادرة تُعزز الطاقة". مجلة نيتشر فوتونيكس . 5 (8): 466. Bibcode : 2011NaPho...5..466S . doi : 10.1038/nphoton.2011.170 .
  53. ↑ "الألياف لأجهزة الليزر الليفية: مطابقة الألياف النشطة والخاملة تُحسّن أداء الليزر الليفي" . مجلة ليزر فوكس وورلد . 1 يناير 2012.
  54. ↑ أولمشنك، س. (نوفمبر 2007). "معالجة وكشف كيوبت فائق الدقة محصور من Yb171 + ". مجلة Physical Review A. 76 ( 5) 052314. arXiv : 0708.0657 . Bibcode : 2007PhRvA..76e2314O . doi : 10.1103/PhysRevA.76.052314 . S2CID 49330988 . 
  55. ↑ "Quantinuum | Hardware" . quantinuum.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 مايو 2023 .
  56. ↑ "IonQ | تقنية الأيونات المحصورة لدينا" . IonQ . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 مايو 2023 .
  57. ↑ هايز د (أبريل 2010). " تشابك الكيوبتات الذرية باستخدام مشط التردد البصري". رسائل المراجعة الفيزيائية . 104 (14) 140501. arXiv : 1001.2127 . Bibcode : 2010PhRvL.104n0501H . doi : 10.1103/PhysRevLett.104.140501 . PMID 20481925. S2CID 14424109 .  
  58. ↑ غوبتا سي، كريشنامورثي ن (2004). استخلاص المعادن من العناصر الأرضية النادرة . مطبعة سي آر سي. ص 32. ISBN  978-0-415-33340-5– عبر كتب جوجل.
  59. ^ كوخ إي سي، هاما أ (2012). "Pyrolants المعدنية الفلوروكربونية. الرابع عشر: تركيبات مضيئة عالية الكثافة وعالية الأداء تعتمد على الإيتربيوم / بولي تترافلورو إيثيلين / Viton® " . Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie . 638 (5): 721. دوى : 10.1002/zaac.201200036 .
  60. ↑ سيسيوس هـ (2024). دليل العناصر الكيميائية . برلين، هايدلبرغ: سبرينغر برلين هايدلبرغ. doi : 10.1007/978-3-662-68921-9 . ISBN 978-3-662-68920-2.
  61. ↑ غانيسان م، بيروبي سي دي، غامباروتا س، وآخرون (2002). "تأثير كاتيون الفلز القلوي على نمط الترابط لـ 2،5-ثنائي ميثيل بيرول في معقدات الساماريوم والإيتربيوم ثنائية التكافؤ" . مركبات عضوية فلزية . 21 (8): 1707. doi : 10.1021/om0109915 . 
  62. ↑ غيل، تي إف (1975). "سمية كلوريد الإيتربيوم على الأجنة في الهامستر الذهبي". علم التشوهات الخلقية . 11 (3): 289-295 . doi : 10.1002/tera.1420110308 . PMID 807987 . 

للمزيد من القراءة

  • Guide to the Elements – Revised Edition, Albert Stwertka, (Oxford University Press; 1998) ISBN 0-19-508083-1