Chlorure d'ytterbium(III)

Chlorure d'ytterbium(III)
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Chlorure d'ytterbium(III)
Identification
Nom UICPA	Chlorure d'ytterbium(III)
No CAS	10361-91-8 (anhydre) 10035-01-5 (hexahydrate) 19423-82-6 (non-spécifique)
No ECHA	100.030.715
PubChem	9860484
SMILES	Cl[Yb](Cl)Cl PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/3ClH.Yb/h3*1H;/q;;;+3/p-3 InChIKey : CKLHRQNQYIJFFX-DFZHHIFOAT Std. InChI : vue 3D InChI=1S/3ClH.Yb/h3*1H;/q;;;+3/p-3 Std. InChIKey : CKLHRQNQYIJFFX-UHFFFAOYSA-K
Apparence	Poudre blanche
Propriétés chimiques
Formule	Cl3YbYbCl3
Masse molaire[1]	279,413 ± 0,011 g/mol Cl 38,06 %, Yb 61,93 %,
Propriétés physiques
T° fusion	854°C[2]
T° ébullition	1453°C[2]
Solubilité	17 g/100 mL (25 °C)
Masse volumique	4,06 g/cm3
Cristallographie
Système cristallin	Monoclinique
Symbole de Pearson	${\displaystyle mS16\,}$
Classe cristalline ou groupe d’espace	C2/m, (no 12) monoclinique Hermann-Mauguin : ${\displaystyle C~1~2/m~1\,}$ Hermann-Mauguin court : ${\displaystyle C2/m\,}$ Schoenflies : ${\displaystyle C_{2h}^{3}\,}$
Composés apparentés
Autres cations	Chlorure d'aluminium Chlorure d'actinium Chlorure de scandium Chlorure d'yttrium(III) Chlorure de lanthane(III) Chlorure de cérium(III) Chlorure de praséodyme(III) Chlorure de néodyme(III) Chlorure de prométhium(III) Chlorure de samarium(III) Chlorure d'europium(III) Chlorure de gadolinium(III) Chlorure de terbium(III) Chlorure de dysprosium(III) Chlorure d'holmium(III) Chlorure de thulium(III) Chlorure d'erbium(III) Chlorure de lutécium(III)
Autres anions	Oxyde d'ytterbium(III)
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le chlorure d'ytterbium(III) (YbCl₃) est un composé inorganique. Il réagit avec NiCl₂ pour former un catalyseur très efficace pour la déshalogénation réductrice des halogénures d'aryle^[3]. Il est toxique s'il est injecté, et légèrement toxique par ingestion. Il s'agit d'un tératogène expérimental, connu pour irriter la peau et les yeux.

La synthèse de YbCl₃ a été signalée pour la première fois par Jan Hoogschagen en 1946^[4]. Il s'agit aujourd'hui d'une source d'ions Yb³⁺ disponible dans le commerce et donc d'un intérêt chimique important.

La configuration électronique de l'ion Yb⁺³ (de YbCl₃) est 4f¹³5s²5p⁶, ce qui a des implications cruciales pour le comportement chimique de Yb⁺³. De plus, la taille de l'ion Yb⁺³ régit son comportement catalytique et ses applications biologiques. Par exemple, alors que Ce⁺³ et Yb⁺³ ont tous deux un seul électron f non apparié, Ce⁺³ est beaucoup plus grand que Yb⁺³ car les lanthanides deviennent beaucoup plus petits avec l'augmentation de la charge nucléaire effective, du fait que les électrons f ne sont pas si bien écrantés que les électrons d^[5]. Ce comportement est connu sous le nom de contraction des lanthanides. La petite taille de l'ion Yb⁺³ produit un comportement catalytique rapide, avec un rayon atomique (0,99 Å) comparable à celui de nombreux ions biologiquement importants^[5].

Les propriétés thermodynamiques en phase gazeuse de ce composé chimique sont difficiles à déterminer car il peut être dismuté pour former [YbCl₆]⁻³ ou dimériser^[6]. L'espèce Yb₂Cl₆ a été détectée par spectrométrie de masse à impacts d'électrons (EI) comme étant (Yb₂Cl₅⁺)^[6]. Des complications supplémentaires dans l'obtention de données expérimentales découlent de la myriade de transitions électroniques f-d et f-f de basse énergie^[7]. Malgré ces problèmes, les propriétés thermodynamiques de YbCl₃ ont été obtenues et le groupe de symétrie C_3V lui a été attribué sur la base des quatre vibrations infrarouges actives^[7].

Le chlorure d'ytterbium(III) anhydre peut être produit par la "voie du chlorure d'ammonium"^[8],[9],[10]. Dans la première étape, de l'oxyde d'ytterbium est chauffé avec du chlorure d'ammonium pour produire le sel d'ammonium du pentachlorure :

Yb₂O₃ + 10 NH₄Cl → 2 (NH₄)₂YbCl₅ + 6 H₂O + 6 NH₃

Dans la seconde étape, le sel de chlorure d'ammonium est converti en trichlorure par chauffage sous vide à 350-400 °C :

(NH₄)₂YbCl₅ → YbCl₃ + 2 HCl + 2 NH₃

YbCl₃ est un acide de Lewis paramagnétique, comme de nombreux chlorures de lanthanide . Il donne lieu à des spectres RMN déplacés par pseudocontact, semblables aux réactifs de décalage RMN.

La biologie membranaire a été grandement influencée par YbCl₃, où le mouvement des ions ³⁹K⁺ et ²³Na⁺ est essentiel pour établir des gradients électrochimiques^[11]. La signalisation nerveuse est un aspect fondamental de la vie qui peut être sondé avec YbCl₃ à l'aide de techniques RMN. YbCl₃ peut aussi être utilisé comme sonde d'ions calcium, de façon similaire à une sonde d'ions sodium^[12].

YbCl₃ est également utilisé pour suivre la digestion chez les animaux. Certains additifs aux aliments pour porcs, tels que les probiotiques, peuvent être ajoutés aux aliments solides ou aux liquides à boire. YbCl₃ voyage avec l’aliment solide et aide donc à déterminer quelle phase alimentaire est idéale pour incorporer l’additif alimentaire^[13]. La concentration de YbCl₃ est quantifiée par spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS) à 0,0009 μg/mL près^[5]. La concentration de YbCl₃ en fonction du temps donne le débit de particules solides dans la digestion de l’animal. L'animal n'est pas intoxiqué par YbCl₃ puisque YbCl₃ est simplement excrété dans les matières fécales et qu’aucun changement du poids corporel, du poids des organes ou des niveaux d’hématocrite n’a été observé chez la souris^[12].

La nature catalytique de YbCl₃ a aussi une application dans les microréseaux d'ADN, appelés également “puces” à ADN^[14]. YbCl₃ multiplie d'un facteur 50 à 80 l'incorporation de la fluorescéine dans l'ADN cible, ce qui pourrait révolutionner la détection des maladies infectieuses (comme dans un test rapide de la tuberculose)^[14].

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