Erbium

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi

68 Holmium ← Erbium → Thulium – ↑ Er ↓ Fm Det periodiske system

Udseende Sølvskinnende metal Generelt Navn(e): Erbium Kemisk symbol: Er Atomnummer: 68 Atommasse: 167.259(3) g/mol Grundstofserie: Lanthanider Gruppe: Ingen Periode: 6 Blok: f Elektronkonfiguration: [Xe] 4f12 6s2 Elektroner i hver skal: 2, 8, 18, 30, 8, 2 Kemiske egenskaber Oxidationstrin: 3 (basisk oxid) Elektronegativitet: 1,24 (Paulings skala) Fysiske egenskaber Tilstandsform: Fast Krystalstruktur: Hexagonal Massefylde: 9,066 g/cm3 Massefylde på væskeform: 8,86 g/cm3 Smeltepunkt: 1529 °C Kogepunkt: 2868 °C Smeltevarme: 19,90 kJ/mol Fordampningsvarme: 280 kJ/mol Varmeledningsevne: 14,5 W·m–1K–1 Varmeudvidelseskoeff.: 12,2 μm/m·K Elektrisk resistivitet: 860 nΩ·m Magnetiske egenskaber: Ikke oplyst Mekaniske egenskaber Youngs modul: 69,9 GPa Forskydningsmodul: 28,3 GPa Kompressibilitetsmodul: 44,4 GPa Poissons forhold: 0,237 Hårdhed (Vickers): 589 MPa Hårdhed (Brinell): 814 MPa

Erbium (opkaldt efter Ytterby i Sverige) er det 68. grundstof i det periodiske system, og har det kemiske symbol Er: Under normale temperatur- og trykforhold optræder dette lanthanid som et blødt, sølvskinnende metal.

Indholdsfortegnelse 1 Egenskaber 2 Tekniske anvendelser 3 Historie 4 Forekomst 5 Isotoper af erbium

[redigér] Egenskaber

Erbium er forholdsvis modstandsdygtigt, og iltes ("ruster") ikke nær så hurtigt som andre sjældne jordarter i atmosfærisk luft, men ved temperaturer over 150°C antændes metallet, og danner derved erbiumsesquioxid (Er₂O₃). Erbium reagerer desuden med vand under dannelse af gasformig brint samt erbiumhydroxid, og kan opløses i uorganiske syrer (hvilket også frigør brintgas). De kemiske og fysiske egenskaber for en erbium-prøve påvirkes i nogen graf af tilstedeværelsen af eventuelle urenheder i prøven.

I vandige opløsninger danner erbium en kation, Er⁺⁺⁺, som farver opløsningen lyserød, og tilsvarende er erbium-salte lyserøde: Erbium giver anledning til markante absorbtionslinjer i såvel synligt som infrarødt og ultraviolet lys. Der ud over har erbium egenskaber der i høj grad ligner de øvrige sjældne jordartes egenskaber.

[redigér] Tekniske anvendelser

Glas eller krystaller der er tilsat erbium kan bruges som optiske "forstærkere", hvor erbium-ioner "pumpes" med lys med enten 980 eller 1480 nanometer, og siden udsender lys ved bølgelængden 1550 nanometer (alle tre bølgelængder svarer til infrarødt lys). Dette 1550-nanometer lys er særlig vigtig for optisk kommunikation, fordi almindelige, single-mode lysledere har minimalt tab af lysintensitet ved netop denne bølgelængde.

Erbium bruges som additiv i legeringer, f.eks. sammen med vanadium hvor det gør materialet mindre hårdt og nemmere at forarbejde. Stoffet bruges også som neutron-absorber, og som tilsætningsstof i lasermediet i lasere der bruges i optisk kommunikationsudstyr samt i medicinsk udstyr til behandling af hudsygdomme.

[redigér] Historie

Erbium blev opdaget i 1843 af Carl Gustaf Mosander, som separerede et stof der blev kaldt for "yttria", til tre forskellige stoffer, som han kaldte for yttria, erbia og terbia; alle opkaldt efter Ytterby, hvor der findes store koncentrationer af yttia og erbium.

I 1905 udvandt franskmanden Georges Urbain og amerikaneren Charles James, uafhængigt af Mosanders arbejde, forholdsvis rent erbiumsesquioxid (Er₂O3). På grund af de sjælde jordarters meget ensartede kemiske egenskaber lykkedes det først i 1934 at fremstile nogenlunde rent, metallisk erbium. ved at reducere vandfrit erbiumklorid med kalium-dampe.

[redigér] Forekomst

Som de øvrige sjældne jordarter findes erbium aldrig i fri, metallisk form i naturen, men altid i kemiske forbindelser sammen med andre grundstoffer. Erbium udgør 3,8 parts per million af Jordens skorpe, og udvindes på kommerciel basis af mineralerne xenotim and euxenit, ved en ionbytningsproces der først er udviklet sidst i det 20. århundrede.

[redigér] Isotoper af erbium

Naturligt forekommende erbium består af de seks stabile isotoper ¹⁶²Er, ¹⁶⁴Er, ¹⁶⁶Er, ¹⁶⁷Er, ¹⁶⁸Er og ¹⁷⁰Er, hvoraf ¹⁶⁶Er er den mest udbredte med 33,6 procent. Hertil kender man 23 radioaktive isotoper, hvoraf den mest "sejlivede" — ¹⁶⁹Er — har en halveringstid på 9,4 døgn.