Chemie

Erbium | Verwendungen, Eigenschaften und Fakten

Erbium (Er) , chemisches Element , ein Seltene-Erden - Metall der Lanthanid - Reihe des Periodensystems .

Konzeptgrafik auf dem Periodensystem der Elemente.
Britannica Quiz
118 Namen und Symbole des Periodensystem-Quiz
Das Periodensystem besteht aus 118 Elementen. Wie gut kennen Sie ihre Symbole? In diesem Quiz werden Ihnen alle 118 chemischen Symbole angezeigt, und Sie müssen den Namen des chemischen Elements auswählen, das jedes einzelne darstellt.

Reines Erbium ist ein silberweißes Metall, das an der Luft relativ stabil ist. Es reagiert langsam mit Wasser und löst sich schnell in verdünnten Säuren mit Ausnahme von Flusssäure (HF) aufgrund der Bildung der schützenden Fluoridschicht (ErF 3 ) auf der Oberfläche des Metalls. Erbium ist ein sehr starker Paramagnet oberhalb von ungefähr 85 K (–188 ° C oder –307 ° F). Zwischen 85 K und 20 K (–253 ° C oder –424 ° F) ist das Metall antiferromagnetisch und unterhalb von etwa 20 K ist es in einer konischen ferromagnetischen Struktur angeordnet.

Das Element wurde 1842 als Oxid von entdeckt Carl Gustaf Mosander , der es ursprünglich Terbia nannte; In der Verwirrung, die sich aus der Ähnlichkeit der Eigenschaften der Seltenerdelemente ergab, wurden die Namen von zwei, Terbium und Erbium, vertauscht ( um 1860). Das Element kommt in vielen Seltenerdmineralien vor; Zu den wichtigeren zählen die Laterit-Ionentone Xenotim und Euxenit . Erbium kommt auch in den Produkten der Kernspaltung vor . In der Erde ‚s Kruste, Erbium ist so reichlich wie Tantal und Wolfram .

Natürliches Erbium ist eine Mischung aus sechs stabilen Isotopen : Erbium-166 (33,5 Prozent), Erbium-168 (26,98 Prozent), Erbium-167 (22,87 Prozent), Erbium-170 (14,91 Prozent), Erbium-164 (1,6 Prozent), und Erbium-162 (0,14 Prozent). Ohne Kernisomere sind insgesamt 30 radioaktive Erbiumisotope bekannt. Ihre Masse variiert zwischen 142 und 177. Alle radioaktiven Isotope von Erbium sind relativ instabil: Ihre Halbwertszeiten reichen von 1 Sekunde (Erbium-145) bis 9,4 Tagen (Erbium-169).

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Die kommerzielle Reinigung erfolgt durch Flüssig-Flüssig-Lösungsmittel-Extraktion und Ionenaustauschverfahren. Das Metall selbst wird durch metallotherme Reduktion des wasserfreien Fluorids mit Calcium hergestellt . Für Erbium ist nur eine allotrope (strukturelle) Form bekannt. Das Element nimmt bei Raumtemperatur eine dicht gepackte hexagonale Struktur mit a = 3,5592 Å und c = 5,5850 Å an.

Wenn das Er 3+ -Ion durch Absorption von Infrarotlicht in einen hochenergetischen Zustand gebracht wird, emittiert es Photonen mit Wellenlängen von 1,55 Mikrometern - eine der Wellenlängen, die üblicherweise bei der faseroptischen Signalübertragung verwendet werden. Daher ist die hauptsächliche Verwendung von Erbium in faseroptischen Telekommunikations als Bestandteil der Signalverstärker in Fern Telefon und Datenleitungen. Seine Verbindungen werden in Lasern und als rosa Farbstoff für Gläser verwendet . Erbium-stabilisiertes Zirkonoxid (ZrO 2 ) macht rosa synthetische Edelsteine . Eine weitere Verwendung von Erbium in kleinem Maßstab ist die intermetallische Verbindung Er 3 Ni , die eine hohe magnetische Wärmekapazität um 4 K (–269 ° C oder –452 ° F) aufweist, die für einen effektiven regenerativen Wärmeaustausch bei niedrigen Temperaturen erforderlich ist und daher wird die Verbindung als Regeneratormaterial in Niedertemperatur-Kryokühlern eingesetzt.

Erbium verhält sich wie ein typisches Seltenerdelement und bildet Verbindungen, in denen seine Oxidationsstufe +3 beträgt, wie das rosa Oxid Er 2 O 3 . Das Er 3+ -Ion ist in Lösung rosa.

Elementeigenschaften
Ordnungszahl 68
atomares Gewicht 167,259
Schmelzpunkt 1.529 ° C (2.784 ° F)
Siedepunkt 2,868 ° C (5,194 ° F)
spezifisches Gewicht 9,066 (24 ° C oder 75 ° F)
Oxidationszustand +3
Elektronenkonfiguration [Xe] 4 f 12 6 s 2