镱

'（），是一種化學元素，其化學符號为'，原子序數为70，原子量為。鐿屬於稀土金屬，是倒數第二個鑭系元素，也是第六週期中位於f區塊的最後一個元素。鐿因此有相對穩定的+2氧化態，但其最常見的氧化態和其他鑭系元素一樣為+3，這包括鐿的氧化物、鹵化物等化合物。在水溶液中，可溶鐿化合物會和9個水分子形成配合物，這與其他較後的鑭系元素相似。鐿具有閉殼層電子排布，所以它的密度、熔點和沸點比鄰近元素低得多，鐿的沸點是所有鑭系元素中最低的。

1878年，瑞士化學家讓-夏爾·加利薩·德馬里尼亞從一種稱為「Erbia」的稀土物質中分離出新的成份，並以礦物的發現地瑞典伊特比村將該成份命名為「Ytterbia」。他猜測Ytterbia是某新元素的化合物，因此又把該元素命名為「Ytterbium」，即鐿元素。1907年，喬治·於爾班、卡爾·奧爾·馮·威爾斯巴赫和查爾斯·詹姆士分別從德馬里尼亞的鐿樣本中提取出了又一新元素，即鑥。經過不少的討論之後，科學界決定保留原名鐿，並捨棄了威爾斯巴赫所建議的「Aldebaranium」。1953年，科學家才製得純度較高的鐿金屬樣本。今天鐿被用在不鏽鋼和激光活性媒質中作摻雜劑，以及用作伽馬射線源。

自然形成的鐿由7種穩定同位素組成，其總豐度為百萬分之3。鐿存在於獨居石、黑稀金礦和磷釔礦中，在中國、美國、巴西和印度開採。它一般和其他稀土元素一同出現，且含量非常低。由於分離過程的困難，鐿並沒有太多的商業用途。鐿可以作釔鋁石榴石激光的摻雜劑，三氯化鐿和二碘化鐿也可以做各種有機合成反應的試劑。

性質
物理性質
鐿金屬質軟、可延展，在純態時有明亮的銀色金屬光澤。

鐿金屬擁有三種同素異形體，分別以希臘字母α、β和γ表示。相態的轉變溫度分別在−13℃和795℃，α型則有抗磁性。鐿的熔點在824 °C，沸點在1196 °C，是所有金屬中液態溫度區間最小的。鐿會和氫反應，形成各種非整比氫化物。鐿在水中會緩慢溶解，在酸中迅速溶解，並產生氫氣。

:2 Yb (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 [Yb(H2O)9]3+ (aq) + 3 (aq) + 3 H2 (g)

二價和三價鐿
鐿一般呈三價氧化態，但它亦可以形成二價化合物。這種特性在幾乎只形成三價化合物的鑭系元素中較為罕見。二價態的價電子排布為4f14，因為填滿的f殼層能提高穩定性。黃綠色的鐿(II)離子是一種強還原劑，會在水中分解後釋放氫氣，所以只有無色的鐿(III)離子才能出現在水溶液中。釤和銩的+2態有這樣的化學行為，但銪(II)離子在水中是穩定的。鐿金屬的化學性質與銪金屬和鹼土金屬相似，它會在氨中溶解，形成藍色的電子鹽。

鐿同位素的质量数在149和187之間。比174Yb輕的同位素主要以電子捕獲的方式進行衰變，形成各種銩同位素；而更重的則主要進行β衰變，並形成鑥的同位素。

生產
鐿的性質和其他鑭系元素非常相近，所以分離過程較為困難。首先，獨居石、磷釔礦等礦物須在各種酸中溶解，比如用硫酸。離子交換技術可以把鐿選擇性地分離出來。所得溶液再加入樹脂，然後在螯合劑中溶解，這時各種鑭系元素鍵合方式的不同使相應的化合物各自分離開來。
除了離子交換法，鐿金屬的製備還可以經鈉汞齊還原而得。這種方法先在酸性稀土元素緩衝液中加入熔融鈉汞合金，這會還原並溶解Yb3+。合金經氫氯酸處理，鐿金屬再以草酸鹽的形態萃取出來，然後加熱轉化為氧化物。在高真空中把氧化鐿與鑭、鋁、鈰或鋯一齊加熱，可以將其還原為鐿金屬。要進一步純化這一金屬，須將其昇華，並在冷凝板上採集。

化合物
]]

鐿的化學性質和其他鑭系元素相似。大部份鐿化合物都處於+3氧化態，而具有+3態的鐿鹽一般都幾乎無色。與銪、釤和銩一樣，氫和鋅粉末可以還原鐿的三鹵化物。

鹵化物
的結構]]
鐿可以和氟、氯、溴及碘形成二鹵化物和三鹵化物。二鹵化物在常溫下會受三鹵化物的氧化，在高溫下則會歧化形成三鹵化物和鐿金屬：二碘化鐿（YbI2）和二碘化釤一樣可以用作偶聯反應的還原劑。三氟化鐿（YbF3）會不斷釋放氟化物，所以是一種惰性無毒的牙齒填充材料。它還是一種優良的X光造影劑。

氧化物
鐿可以和氧反應，形成氧化鐿（Yb2O3）。氧化鐿可以經鐿金屬還原後產生一氧化鐿，後者的結晶結構和氯化鈉相同。於爾班和威爾斯巴赫互相指責對方在看過自己的研究結果後才發表論文。當時審理新元素命名的是由弗蘭克·威格爾斯沃斯·克拉克（Frank Wigglesworth Clarke）、威廉·奥斯特瓦尔德和喬治·於爾班所組成的國際原子量委員會。委員會以於爾班最早從德馬里尼亞的樣本中分離出鑥元素作為原因，在1909年決定採用於爾班的命名方案，從而解決了爭議。

應用
伽馬射線源
在核反應爐中對鐿進行照射所促發的中子活化會產生半衰期為32天的169Yb和半衰期為4.2天的175Yb同位素。169Yb被用作可攜帶X光機的輻射源。和X光一樣，伽馬射線可以穿透軟組織，但會被骨骼等密度較高物質所阻擋。所以少量的169Yb樣本發射伽馬射線，和小型X光機有相同的功用，能對細小的物體做放射性成像。實驗顯示，用169Yb輻射源拍出的照片約等於250至350 keV能量X光之成像。169Yb能應用在核醫學中。

穩定原子鐘
利用頻率較高的可見光所製成的原子鐘可以比利用微波的銫原子鐘更加準確。德國聯邦物理科技機構（PTB）正在研發這種原子鐘。其中一種極為精確的模型使用離子阱束縛單個鐿離子，其精確至小數點後17位數。美國國家標準技術研究所所研發的原子鐘用到1萬個冷卻至10微開爾文的稀土原子。這些原子被束縛在一個由激光組成的扁平圓形井狀光學晶格當中。另一條激光束每秒「擺動」518兆（萬億）次，並激發原子在兩個能級間轉換。原子數量越大，鐘的精度就越高。該原子鐘的擺動偏差小於2，約比先前記錄更精確十倍。就算鐿原子鐘運行時長為宇宙年齡，其誤差仍小於一秒。

摻鐿不鏽鋼
鐿還可以作為摻雜劑，提高不鏽鋼的晶粒細化、強度等機械屬性。一些鐿合金被用於牙醫學上，但應用並不廣泛。鐿激光器的輻射頻帶一般在1.06至1.12 µm，並在900 nm至1 µm波長抽運，具體數值取決於基質材料和實際用途。鐿的量子虧損很小，所以可做高效率激光器的摻雜劑，並放大激光功率。

摻鐿物質的激發能態不複雜，可以使用有效截面概念來描述。對於大部份摻鐿激光媒質，McCumber關係成立，但這一關係能如何應用在摻鐿複合材料上，仍是個討論中的議題。

通常鐿的使用濃度較低。在高濃度情況下，摻鐿物質會呈現光暗化現象（玻璃纖維），甚至轉為發出寬頻帶光（晶體及陶瓷），從而降低了激光功率。這種現象可能和過熱以及高濃度鐿離子的電荷補償情況有關。

其他
鐿金屬在高應力下會增加電阻率，因此可用於製造應力計，以監測地震和爆炸所引起的地面形變。

鐿有潛力代替鎂作為紅外線熱誘餌彈內的高密度火藥載荷。由於氧化鐿在紅外線範圍的發射率比氧化鋁高得多，所以鐿基載荷的輻射強度可以比一般的鎂/聚四氟乙烯/氟橡膠（MTV）載荷高很多。

安全
雖然鐿的化學性質較為穩定，但它一般仍須存放在惰性環境下的密封容器中，例如氮氣乾燥箱，以保護金屬不受空氣和濕氣的侵蝕。所有鐿化合物一般認為都是劇毒，但一些初步研究卻指出其危險性實際上很低。這些化合物可以對人的眼部和皮膚造成刺激，並有可能造成畸胎。鐿金屬粉末可以在空氣中自燃，所產生的煙氣也具有毒性。鐿所產生的火不能用水澆熄，而只能使用D級滅火器。

參考資料
延伸閱讀
*Guide to the Elements – Revised Edition, Albert Stwertka, (Oxford University Press; 1998) ISBN 978-0-19-508083-4

外部連結
*[http://education.jlab.org/itselemental/ele070.html It's Elemental – Ytterbium]