Itérbio (Yb)

Principais propriedades

O itérbio é um metal prateado, mole e maleável, com pontos de fusão e ebulição baixos para um lantanídeo e densidade bem menor que a dos vizinhos, anomalias explicadas pela camada eletrônica interna completa que ele possui. Oxida-se lentamente ao ar e reage com água em temperatura elevada.

Além do estado de oxidação mais três, forma compostos estáveis no estado mais dois, condição rara na série que amplia sua química. Uma propriedade física peculiar é a variação acentuada da resistência elétrica sob compressão, comportamento aproveitado em sensores. Suas transições atômicas extremamente estreitas, por sua vez, são o que permite usar átomos do elemento como referência de frequência.

Ocorrência na natureza

É um dos lantanídeos pesados mais abundantes, com teor crustal de poucas partes por milhão, superior ao do estanho em algumas estimativas. Encontra-se na monazita, na xenotima, na euxenita e em argilas de adsorção iônica, distribuído entre os mesmos depósitos que concentram érbio e ítrio.

Processo de obtenção

O itérbio é separado dos demais lantanídeos por troca iônica e extração por solventes, e sua tendência a formar o estado mais dois oferece um caminho adicional de separação seletiva, semelhante ao explorado no caso do európio. A redução ao metal ocorre em plantas metalúrgicas especializadas, e o consumo principal se dá na forma de óxidos de pureza elevada.

Aplicações

Relógios atômicos ópticos que aprisionam átomos de itérbio em redes formadas por luz laser alcançam estabilidades muito superiores às dos relógios de césio e figuram entre os candidatos a uma futura redefinição da unidade de tempo; instrumentos desse tipo servem também a testes de física fundamental e a medidas geodésicas de altíssima resolução. Fibras dopadas com itérbio constituem o meio ativo dos lasers de fibra de alta potência que dominam o corte, a solda e a marcação de metais na indústria. Um isótopo radioativo do elemento fornece raios gama em equipamentos portáteis de radiografia, e o metal ainda é usado em sensores de pressão e como aditivo em aços inoxidáveis.

Riscos e precauções

Os compostos de itérbio apresentam toxicidade baixa, com irritação de pele, olhos e vias respiratórias em contato com poeiras, e o metal em pó pode inflamar-se. A preocupação prática mais séria está nos lasers de fibra de alta potência, cuja radiação é invisível e capaz de provocar cegueira e queimaduras graves, exigindo confinamento do feixe, sinalização e proteção ocular adequada. Fontes radioativas do elemento seguem regime regulatório próprio. Em qualquer aplicação, observe a ficha de informações de segurança e a orientação de profissionais habilitados.

História da descoberta

Jean Charles Galissard de Marignac anunciou em 1878, em Genebra, ter separado da érbia uma nova terra que denominou itérbia. O material ainda não era um elemento único: em 1907, Georges Urbain demonstrou que continha também o lutécio, e a decomposição final da antiga érbia encerrou um ciclo de descobertas iniciado por Mosander mais de sessenta anos antes.

Origem do nome

Quarto e último elemento nomeado a partir de Ytterby, a vila sueca cuja pedreira forneceu os minerais originais; das quatro denominações derivadas do topônimo, a do itérbio é a que mais se aproxima da grafia completa do nome do lugar.

Isótopos relevantes

¹⁷⁴Yb (cerca de 32%), ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷¹Yb e ¹⁷⁶Yb em proporções menores.

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• Relógios ópticos com átomos de itérbio atingem precisão tal que perderiam menos de um segundo em um intervalo comparável à idade do universo.
• Lasers de fibra dopada com itérbio substituíram tecnologias mais antigas em boa parte do corte industrial de metais.
• A resistência elétrica do itérbio aumenta de forma acentuada quando o metal é comprimido, o que permitiu usá-lo em sensores de pressão.