Ytterbium [, ] ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Yb und der Ordnungszahl 70. Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Lanthanoide und zählt damit auch zu den Metallen der Seltenen Erden. Wie die anderen Lanthanoide ist Ytterbium ein silberglänzendes Schwermetall. Die Eigenschaften des Ytterbiums folgen nicht der Lanthanoidenkontraktion, und auf Grund seiner Elektronenkonfiguration besitzt das Element eine deutlich geringere Dichte sowie einen niedrigeren Schmelz- und Siedepunkt als die benachbarten Elemente.
Ytterbium wurde 1878 von Jean Charles Galissard de Marignac bei der Untersuchung von Gadolinit entdeckt. 1907 trennten Georges Urbain, Carl Auer von Welsbach und Charles James unabhängig voneinander ein weiteres Element, das Lutetium, von Marignacs Ytterbium ab. Der bisherige Name wurde dabei nach längerer Diskussion entgegen den Wünschen Welsbachs, der Aldebaranium vorgeschlagen hatte, beibehalten.
Technisch werden das Element und seine Verbindungen auf Grund der komplizierten Abtrennung von den anderen Lanthanoiden nur in geringen Mengen, unter anderem als Dotierungsmittel für Yttrium-Aluminium-Granat-Laser genutzt. Ytterbium(III)-chlorid und Ytterbium(II)-iodid sind Reagenzien in verschiedenen organischen Synthesereaktionen.
Geschichte mini|links|Jean Charles Galissard de Marignac Ytterbium wurde 1878 vom Schweizer Chemiker Jean Charles Galissard de Marignac entdeckt. Er untersuchte Gadolinit genauer und versuchte durch Zersetzung von Nitraten in heißem Wasser das unlösliche Erbium von den anderen Mineralbestandteilen abzutrennen. Dabei entdeckte er, dass die erhaltenen Kristalle nicht einheitlich aus rotem Erbiumnitrat bestanden, sondern weitere farblose Kristalle zurückblieben. Das gemessene Absorptionsspektrum zeigte, dass es sich um Kristalle eines bislang unbekannten Elements handeln muss. Dieses nannte er nach dem Fundort des Gadolinites in Ytterby (Schweden) sowie wegen der Ähnlichkeit zum Yttrium Ytterbium. Eine Trennung der beiden Elemente gelang in einem anderen Experiment durch die Zugabe von hyposchwefliger Säure zu einer Lösung der Chloride.Jean Charles Galissard de Marignac: Sur l’ytterbine, terre nouvelle, contenu dans la gadolinite. In: Comptes Rendus. 87, 1878, S. 578–581 ().Per Enghag: Encyclopedia of the elements: technical data, history, processing, applications. John Wiley & Sons, 2004, ISBN 3-527-30666-8, S. 448 ().
1907 erkannten unabhängig voneinander der Franzose Georges Urbain, der Österreicher Carl Auer von Welsbach und der Amerikaner Charles James, dass das von Marignac gefundene Ytterbium kein Reinelement ist, sondern ein Gemisch zweier Elemente darstellt. Sie konnten dieses Gemisch in das nun reine Ytterbium und in Lutetium trennen. Dabei nannte Carl Auer von Welsbach die Elemente Aldebaranium (nach dem Stern Aldebaran) und Cassiopeium, während Urbain Neoytterbium und Lutetium als Namen festlegte.C. Auer v. Welsbach: Die Zerlegung des Ytterbiums in seine Elemente. In: Monatshefte für Chemie. 29, 1908, S. 181–225, doi:10.1007/BF01558944.M. G. Urbain: Un nouvel élément, le lutécium, résultant du dédoublement de l'ytterbium de Marignac. In: Comptes rendus. 145, 1908, S. 759–762 (). 1909 wurde vom internationalen Atomgewichts-Ausschuss, bestehend aus Frank Wigglesworth Clarke, Wilhelm Ostwald, Thomas Edward Thorpe und Georges Urbain, bestimmt, dass Urbain die Entdeckung des Lutetiums zusteht und damit auch die von ihm bestimmten Namen Bestand haben.F. W. Clarke, W. Ostwald, T. E. Thorpe, G. Urbain: Bericht des Internationalen Atomgewichts-Ausschusses fuer 1909. In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 42, 1909, S. 11–17, doi:10.1002/cber.19090420104. Es wurde jedoch für das Ytterbium der alte Name Marignacs beibehalten.
Elementares Ytterbium wurde erstmals 1936 von Wilhelm Klemm und Heinrich Bommer erhalten. Sie gewannen das Metall durch Reduktion von Ytterbium(III)-chlorid mit Kalium bei 250 °C. Weiterhin bestimmten sie die Kristallstruktur und die magnetischen Eigenschaften des Metalls.W. Klemm, H. Bommer: Zur Kenntnis der Metalle der seltenen Erden. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 231, 1937, S. 138–171, doi:10.1002/zaac.19372310115.
Vorkommen mini|links|Xenotim Ytterbium ist auf der Erde ein seltenes Element, seine Häufigkeit in der kontinentalen Erdkruste beträgt etwa 3,2 ppm. Vergleichbar häufige Elemente sind Erbium, Caesium und Hafnium. Unter den Seltenen Erden wird es mit Yttrium und den Elementen von Gadolinium bis Lutetium zu den schweren Seltenen Erden (Heavy Rare Earth Elements, HREE) gezählt.Scott M. McLennan: Lanthanide Rare Earths. In: William White (Hrsg.): Encyclopedia of Geochemistry. Springer, 2018, ISBN 978-3-319-39311-7, S. 793.
Wie alle Seltenen Erden ist Ytterbium lithophil und daher vor allem in der kontinentalen Erdkruste zu finden, nur wenig im Erdmantel und nicht im Erdkern. Seltene Erden werden zudem zu den inkompatiblen Elementen gezählt, jedoch ist es bei verschiedenen Gesteinen und Lanthanoiden unterschiedlich ausgeprägt. Während leichte Lanthanoide stark inkompatibel sind, ist dies bei schweren weniger der Fall. Vor allem in Granat werden HREE wie Ytterbium bevorzugt eingebaut.Martin Okrusch, Hartwig E. Frimmel: Mineralogie. 10. Auflage, Springer, 2022, ISBN 978-3-662-64064-7, S. 765–769.
Eine Ytterbium-Anomalie, also einen erhöhten oder erniedrigten Gehalt von Ytterbium im Vergleich zu den anderen Lanthanoiden, wie man sie etwa bei Europium oder Cer findet, wurde bei terrestrischen Gesteinen bislang nicht gefunden. Dagegen wurde eine positive Yb-Anomalie in Meteoriten der Enstatit-Chondrit-Gruppe entdeckt. Diese trat dort in Oldhamit zusammen mit Europium- und manchmal Samarium-Anomalien auf. Dies wird zum einen darauf zurückgeführt, dass bei der Entstehung in solaren Nebeln zweiwertiges Ytterbium entstanden ist, zum anderen, dass unter diesen Bedingungen Europium und Ytterbium die flüchtigsten Seltenerdelemente sind.Tahar Hammouda, Paul Frossard, Maud Boyet, Audrey Bouvier, Matthew Newville, Antonio Lanzirotti: Mapping the redox state of the young Solar System using ytterbium valence state. In: Geochimica et Cosmochimica Acta. Band 327, 2024, S. 124-133, .
Ytterbium kommt als Bestandteil von Seltenerd-Mineralen, vor allem denjenigen des Yttriums und der schwereren Lanthanoide wie Xenotim und Euxenit-(Y) vor. So ist der Anteil von Ytterbium an den Seltenen Erden in Xenotim aus Malaysia typischerweise etwa 6,2 %. Monazit enthält dagegen je nach Lagerstätte nur zwischen 0,12 und 0,5 % Ytterbium, ist als häufiges Mineral aber trotzdem eine wichtige Ytterbiumquelle.J. H. L. Voncken: Ytterbium. In: William White (Hrsg.): Encyclopedia of Geochemistry. Springer, 2018, ISBN 978-3-319-39311-7, S. 1517–1518. In Bastnäsit kommt es dagegen meist nur in Spuren vor.Ian McGill: Rear Earth Elements. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2012, doi:10.1002/14356007.a22_607.
Es sind mehrere seltene Minerale bekannt, in denen Ytterbium das häufigste Seltenerdmetall ist. Dazu zählen Xenotim-(Yb) mit einem Anteil von 32 Gewichtsprozent Ytterbium am Mineral und der Verhältnisformel (Yb0,40Y0,27Lu0,12Er0,12Dy0,05Tm0,04Ho0,01)PO4Harvey M. Buck, Mark A. Cooper, Petr Cerny, Joel D. Grice, Frank C. Hawthorne: Xenotime-(Yb), YbPO4, a new mineral species from the Shatford Lake pegmatite group, southeastern Manitoba, Canada. In: Canadian Mineralogist. 37, 1999, S. 1303–1306 (Abstract in American Mineralogist, S. 1324.; PDF; 81 kB). und Keiviit-(Yb) mit der Verhältnisformel (Yb1,43Lu0,23Er0,17Tm0,08Y0,05Dy0,03Ho0,02)2Si2O7.A. V. Voloshin, Ya. A. Pakhomovsky, F. N. Tyusheva: Keiviite Yb2Si2O7, a new ytterbium silicate from amazonitic pegmatites of the Kola Peninsula. In: Mineralog. Zhurnal. 5-5, 1983, S. 94–99 (Abstract in American Mineralogist, S. 1191.; PDF; 853 kB). Insgesamt sind (Stand Juni 2026) vier derartige Minerale bekannt, neben den genannten auch Hingganit-(Yb) ((Yb,Y,REE)2◻Be2[SiO4]2(OH)2) und Samarskit-(Yb) (YbFe3+(Nb,Ta)2O8). Diese Minerale sind jeweils Teile einer Mischkristallreihe, aus der auch andere natürlich vorkommende Zusammensetzungen, vor allem mit Yttrium als Hauptbestandteil, bekannt sind. Einziger Ort, an dem mehr als eines dieser Minerale gefunden wurde, ist der Berg Ploskaya im Keivy-Gebirge auf der Halbinsel Kola in Russland.The mineralogy of Ytterbium. In: mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 10. Juni 2026.
In einer Probe, die von Luna 24 im Mare Crisium auf dem Mond gesammelt wurde, wurde ein 1,5 μm großer, metallisch glänzender Partikel gefunden, der von Halit, Sylvin und Impaktglas umgeben war. Mittel Energiedispersiver Röntgenspektroskopie und Rasterelektronenmikroskopie konnte gezeigt werden, dass es sich um metallisches Ytterbium handelt. Jedoch konnte keine Kristallstruktur ermittelt werden und es ist unklar, in welcher Modifikation das Metall vorliegt. Ytterbium ist nicht als Mineral von der International Mineralogical Association anerkannt.A. V. Mokhov, P. M. Kartashov, T. A. Gornostaeva, O. A. Bogatikov: Native ytterbium of regolith AS Luna-24. In: Doklady Earth Sciences. Band 441, 2011, S. 1692–1694, .Native Ytterbium. In: mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 10. Juni 2026.
Die kommerziell wichtigste Quelle für Ytterbium sind ionenadsorbierende Tonminerale (Regolith-hosted ion-adsorption deposits, IADs). Diese entstehen bei der Verwitterung von Muttergesteinen vor allem in den Subtropen und adsorbieren die in den Ausgangsgesteinen enthaltenen Seltenerdmetalle. IAD-Vorkommen besitzen zwar nur einen relativ geringen Anteil an Seltenerdelementen von 0,05 bis 0,2 %, diese lassen sich jedoch relativ einfach durch Auslaugen aus den Tonmineralen lösen.Charles D. Beard, Eva Marquis, Martin P. Smith, Martin Yan Hei Li, Guillaume Estrade, Kathryn M. Goodenough: Ion Adsorption Mineralisation in Regolith-Hosted REE Deposits. In: Rob J. Bowell, Charles R. M. Butt (Hrsg.): Geology, Geochemistry and Formation of Supergene Mineral Deposits in Deeply Weathered Terrain. Springer, 2025, ISBN 978-3-031-75732-7, S. 365–367.
Die wichtigsten Vorkommen von ionenadsorbierenden Tonmineralen liegen im Süden Chinas, aber auch in Myanmar, Vietnam, Malawi, Brasilien, den Philippinen und den Vereinigten Staaten sind Vorkommen bekannt. Kommerziell ausgebeutet werden vor allem die Vorkommen in Südchina und Myanmar.A. Borst, Martin Smith, Adrian A. Finch, Guillaume Estrade, Cristina Villanova-de-Benavent, Peter Nason, Eva Marquis, Nicola J. Horsburgh, Kathryn Goodenough, Cheng Xu, Jindřích Kynický, Kalotina Geraki: Adsorption of rare earth elements in regolith-hosted clay deposits. In: Nature Communications. 2020, Band 11, Nr. 1, Artikel 4386, . Die chinesischen Tonmineral-Vorkommen enthalten etwa 3,6 ppm Ytterbium, es sind noch einige Vorkommen mit höheren Gehalten von bis zu 40 ppm in einer kleinen, sehr HREE-reichen Lagerstätte in Penco, Chile bekannt.Kenneth D. Collerson, Roussos Dimitrakopoulos, Guy Greville: A Meaningful metric to compare the value and Prospectivity of Clay-Hosted regolith rare earth element deposits. In: Ore Geology Reviews. Band 180, 2025, Artikel 106582, .
Gewinnung und Darstellung mini|Ytterbium