Iterbio
El iterbio es un elemento químico de símbolo Yb y número atómico 70. Es el decimocuarto y penúltimo elemento de la serie de los lantánidos, base de la estabilidad relativa de su estado de oxidación +2. Sin embargo, también existe en estado de oxidación +3 y en este estado se presenta en la mayoría de sus compuestos, como en muchos otros lantánidos tardíos.
Identidad
- Masa atómica
- 173.045 u
- Categoría
- Lantánidos
- Grupo
- 3
- Periodo
- 6
- Bloque
- f
- Estado(s) de oxidación
- +2, +3
- Fase (25 °C)
- Sólido
Estructura electrónica
- Configuración
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
- Configuración abreviada
- [Xe] 4f14 6s2
- Electrones por capa
- 2, 8, 18, 32, 8, 2
- Electronegatividad (Pauling)
- 1.10
- Afinidad electrónica
- -1.93 kJ/mol
- 1.ª energía de ionización
- 603 kJ/mol
- Energías de ionización
- 603 · 1175 · 2417 · 4203 kJ/mol
Propiedades físicas
- Punto de fusión
- 823.9 °C (1097 K)
- Punto de ebullición
- 1195.8 °C (1469 K)
- Densidad
- 6.9 g/cm³
- Calor molar
- 26.7 J/(mol·K)
Comportamiento químico del iterbio
El iterbio tiene catorce electrones externos ([Xe] 4f¹⁴ 6s²) y actúa como +3, con un +2 muy estable por su capa 4f completa. Su electronegatividad es muy baja (1,10) y es el lantánido más volátil y blando. Se oxida lentamente en aire y reacciona con agua. Sus iones Yb³⁺ generan el láser de fibra de 1 micra más eficiente de la industria.
Reactividad
4 Yb + 3 O₂ → 2 Yb₂O₃
En aire se empaña lentamente con óxido blanco; en aire húmedo la corrosión avanza. Calentado, arde hasta óxido.
2 Yb + 6 H₂O → 2 Yb(OH)₃ + 3 H₂
Reacciona con agua con más vigor que la mayoría de lantánidos, liberando hidrógeno. Las fibras dopadas son insolubles y estables.
2 Yb + 6 HCl → 2 YbCl₃ + 3 H₂
Se disuelve en ácidos dando sales incoloras de iterbio(III). El cloruro es la materia prima para fibras láser y relojes ópticos.
2 YbCl₃ + Zn → 2 YbCl₂ + ZnCl₂
Con reductores pasa a iterbio(II), que precipita y permite separarlo: el mismo truco de purificación que con el europio.
Compuestos destacados
| Compuesto | Fórmula | Uso o importancia |
|---|---|---|
| Óxido de iterbio | Yb₂O₃ | Fibras láser y cerámicas |
| Fibra dopada con iterbio | SiO₂:Yb | Corte y soldadura industrial |
| Yoduro de iterbio(II) | YbI₂ | Reductor en síntesis orgánica |
| Cloruro de iterbio | YbCl₃ | Láseres y relojes atómicos |
| Iterbio-169 sellado | ¹⁶⁹Yb | Radiografía industrial portátil |
Representación de la distribución electrónica por niveles
Ver en el constructor de átomosIsótopos
El iterbio natural mezcla siete isótopos estables: 168Yb (~0,13 %), 170Yb (~3 %), 171Yb (~14,3 %), 172Yb (~21,8 %), 173Yb (~16,1 %), 174Yb (~31,8 %) y 176Yb (~12,8 %), todos con 70 protones. El 171Yb alimenta relojes ópticos y cúbits cuánticos; el 176Yb es diana para producir lutecio-177 médico.
Presencia y obtención
Aparece con unas 3 ppm en monacita, bastnasita y xenotima junto a erbio y lutecio. Los yacimientos principales están en China, EE. UU. y Australia. Se obtiene por disolución ácida, extracción con disolventes y reducción del estado +2, y el metal por electrólisis o reducción con lantano.
Historia y origen del nombre
Jean Charles Galissard de Marignac lo separó en 1878 de la erbia y lo llamó iterbio, por Ytterby, el pueblo sueco de las tierras raras. Urbain y Auer lo dividieron después en iterbio y lutecio. Durante un siglo fue curiosidad hasta que las fibras láser y los relojes ópticos lo volvieron estratégico.
Aplicaciones y relevancia del iterbio
Usos del elemento
Como dopante en fibras genera láseres de kilovatios que cortan coches y sueldan baterías con eficiencia del 30 %. Como átomo atrapado en redes ópticas marca el segundo en los relojes más precisos del mundo.
Usos de sus compuestos
El óxido dopa cerámicas láser y amplificadores de 1 micra; el Yb-169 sellado radiografía soldaduras sin electricidad. Los iones Yb-171 atrapados son cúbits de computación cuántica.
Salud, seguridad y medio ambiente
Papel biológico
No tiene función biológica y su toxicidad es baja. Las fibras y cerámicas son insolubles y no liberan iterbio; los relojes usan átomos aislados sin contacto con personas.
Seguridad
El polvo fino puede inflamarse en aire y exige extracción y atmósfera inerte. Las fuentes de Yb-169 viajan blindadas con dosimetría; los láseres de fibra requieren recintos y gafas IR.
Medio ambiente
Su producción es baja pero su huella por kilo es alta por la separación fina. A cambio, cada láser de fibra sustituye procesos térmicos y químicos más sucios. El reciclaje de fibras y dianas recupera iterbio.
Preguntas frecuentes sobre el Iterbio
¿Por qué el iterbio se usa en los relojes atómicos más precisos?
El iterbio-171 puede atraparse en redes ópticas formadas por láseres, donde sus transiciones electrónicas son extraordinariamente estables. Al medir esas oscilaciones, los relojes atómicos de iterbio alcanzan una precisión muy superior a la de los relojes tradicionales. Esta exactitud es relevante para navegación por satélite, telecomunicaciones, geodesia y experimentos de física fundamental, donde pequeñas variaciones de tiempo pueden tener consecuencias medibles.
¿Es peligroso el iterbio?
El iterbio tiene una toxicidad baja y no se conoce una función biológica esencial en el organismo. Sin embargo, el metal puede reaccionar con aire y humedad, y el polvo fino puede ser inflamable. Los compuestos solubles o en forma de nanopartículas pueden irritar piel, ojos o vías respiratorias. Por ello, su manipulación industrial exige ventilación, protección personal y almacenamiento en recipientes cerrados, preferiblemente en atmósfera inerte.
¿De dónde se obtiene el iterbio?
El iterbio se encuentra en minerales de tierras raras como monacita, bastnasita y xenotima, mezclado con otros lantánidos. Tras el tratamiento químico del mineral, se separa mediante extracción con disolventes e intercambio iónico. Después puede obtenerse como óxido, sal o metal. Su producción global es relativamente baja, pero su demanda crece por los láseres de fibra, los relojes ópticos y las tecnologías de precisión.
¿Qué papel puede tener el iterbio en la computación cuántica?
Los iones de iterbio-171 pueden atraparse y manipularse con láseres para funcionar como cúbits, las unidades básicas de información cuántica. Sus niveles de energía son estables y sus transiciones pueden controlarse con precisión, lo que los hace atractivos para computación cuántica basada en iones atrapados. Esta línea de investigación busca construir procesadores capaces de resolver ciertos problemas mucho más rápido que los ordenadores clásicos.
¿Para qué se utiliza el iterbio en láseres industriales?
El iterbio se emplea como dopante en fibras y cristales de láseres de alta potencia. Estos sistemas generan haces muy concentrados y eficientes que se utilizan para cortar, soldar, marcar y grabar metales en la automoción, aeronáutica, electrónica y fabricación industrial. Los láseres de fibra dopados con iterbio destacan por su buena calidad de haz, su eficiencia energética y su fiabilidad en ciclos de trabajo intensivos.
¿Para qué se usa el iterbio-169 en radiografía industrial?
El iterbio-169 emite rayos gamma y puede emplearse como fuente radiográfica portátil para inspeccionar piezas metálicas. Al colocarse frente a una película o detector, permite revelar defectos internos en fundiciones, soldaduras y tuberías sin dañar el objeto. Es una técnica de ensayo no destructivo útil para control de calidad en industrias donde la fiabilidad estructural es crítica.
¿Qué diferencia hay entre iterbio y erbio en fibra óptica?
El erbio amplifica señales en la banda cercana a 1.550 nanómetros, la más utilizada en telecomunicaciones de larga distancia. El iterbio, en cambio, se emplea sobre todo en amplificadores y láseres de alta potencia, con longitudes de onda próximas a 1 micrómetro. Por ello, el erbio domina en redes de fibra convencionales e Internet, mientras que el iterbio destaca en corte industrial, soldadura, marcado láser y aplicaciones científicas de alta potencia.
Principales fuentes consultadas: PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Última revisión: noviembre de 2026.