鉺[化學元素]

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元素符號Er,原子序數68,在化學元素周期表中位於第6周期、鑭系(IIIB族)11號,原子量167.26,元素名來源於釔土的發現地。 鉺1843年瑞典科學家莫桑德爾用分級沉澱法從釔土中發現鉺的氧化物,1860年正式命名。鉺在地殼中的含量為0.000247%,存在於許多稀土礦中。有六種天然同位素:鉺162、164、166、167、168、170。

基本信息

發現簡史

發現人:莫桑德爾(C.G.Mosander)

發現年代:1843年

鉺

發現過程:1843年,由莫桑德爾(C.G.Mosander)發現。他原來將鉺的氧化物命名為氧化鋱,因此,早期德文獻中,氧化鋱和氧化鉺是混同的。直到1860年以後,才得糾正。

在發現鑭的同一時期里,莫桑德爾對最初發現的釔進行了分析研究,並於1842年發表報告,明確最初發現的釔土不是單一的元素氧化物,而是三種元素的氧化物。他把其中的一種仍稱為釔土,其中一種命名為erbia(鉺土)。元素符號定為Er。它的命名來源和釔一樣,出自最初發現釔礦石的產地,瑞典斯德哥爾摩附近的小鎮乙特比(Ytterby)。鉺和另兩個元素鑭、鋱的發現打開了發現稀土元素的第二道大門,是發現稀土元素的第二階段。他們的發現是繼鈰和釔兩個元素後又找到稀土元素中的三個。

礦藏分布

存在於火成岩中,可由電解熔融氯化鉺ErCl3而製得,與其他密度較大的稀土元素共存於磷釔礦和黑稀金礦中。離子型稀土礦:中國江西、廣東、福建、湖南、廣西等。磷釔礦:馬來西亞、中國廣西、廣東

獨居石:澳大利亞海岸海濱、印度海濱中國廣東和台灣海濱。

鉺塊 鉺塊

理化性質

鉺

鉺為銀白色金屬;熔點1529°C,沸點2863°C,密度9.006克/厘米³;;鉺在低溫下是反鐵磁性的,在接近絕對零度時為強鐵磁性,並為超導體。鉺在室溫下緩慢被空氣和水氧化,氧化鉺為玫瑰紅色。鉺可用作反應堆控制材料;鉺也可作某些螢光材料的激活劑。第一電離能6.10電子伏特。與鈥、鏑的化學性質和物理性質幾乎完全相同。銀灰色金屬,質軟,不溶於水,溶於酸。鹽類和氧化物呈粉紅至紅色。鉺的同位素有:162Er、164Er、166Er、167Er、168Er、170Er。

元素名稱:鉺

元素符號:Er

鉺

英文名:Erbium

元素原子量:167.3

體積彈性模量:Gpa:44.4

原子化焓:kJ /mol @25℃:314

熱容:J /(mol·K):28.12

導電性:10^6/(cm·Ω):0.0117

導熱係數:W/(m·K):14.5

熔化熱:(千焦/摩爾):19.90

汽化熱:(千焦/摩爾):261.0

原子體積:(立方厘米/摩爾):18.4

鉺雷射器頭

氧化態:Main Er+3

Other

元素在宇宙中的含量:(ppm):0.002

元素在太陽中的含量:(ppm):0.001

元素在海水中的含量:(ppm):大西洋表面 0.00000059

大西洋深處 0.00000086

地殼中含量:(ppm):3.8

晶體結構:晶胞為六方晶胞。

晶胞參數:

a = 355.88 pm

b = 355.88 pm

c = 558.74 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

維氏硬度:589MPa

聲音在其中的傳播速率:(m/S) 2830

電離能 (kJ /mol)

M - M+ 588.7

M+ - M2+ 1151

M2+ - M3+ 2194

M3+ - M4+ 4115

元素類型:金屬

元素符號:Er

英文名:Erbium

中文名:鉺

相對原子質量:167.2

常見化合價:+3

電負性:1.24

外圍電子排布:4f12 6s2

核外電子排布:2,8,18,30,8,2

電子層:K-L-M-N-O-P

同位素及放射線:Er-162 Er-164 *Er-166 Er-167 Er-168 Er-169[9.4d] Er-170 Er-171[7.5h] Er-172[2.1d]

電子親合能:0 KJ·mol-1

超凡鉺雷射整形美容儀

第一電離能:589 KJ·mol-1

第二電離能:1151 KJ·mol-1

第三電離能:0 KJ·mol-1

單質密度:8.795 g/cm3

單質熔點:1522.0 ℃

單質沸點:2510.0 ℃

原子半徑:2.45 埃

離子半徑:1.00(+3) 埃

共價半徑:1.57 埃

套用領域

它得氧化物Er2O3為玫瑰紅色,用來製造陶器得釉彩。陶瓷業中使用氧化鉺產生一種粉紅色的釉質。鉺在核工業中也有一些套用,還能作為其他金屬的合金成分。例如釩中摻入鉺能夠增強其延展性。

目前鉺最突出的用途是製造摻鉺光纖放大器(ErbiumDopantFiberAmplifier,簡稱EDFA)。摻餌光纖放大器(EDFA)是1985年英國南安普頓大學首先研製成功的,它是光纖通信中最偉大的發明之一,甚至可以說是當今長距離信息高速公路的“加油站”。摻餌光纖是在石英光纖中摻入少量稀土元素鉺離子(Er3+),它是放大器的核心。摻鉺光纖放大光信號的原理是:當Er3+受到波長980nm或1480nm的光激發吸收泵浦光的能量後,由基態躍遷到高能級的泵浦態。由於粒子在泵浦態的壽命很短,很快以非輻射的方式由泵浦態馳豫到亞穩態,粒子在該能帶有較長的壽命,逐漸積累。當有1550nm信號光通過時,亞穩態的Er3+離子以受激輻射的方式躍遷到基態,也正好發射出1550nm波長的光。這種從高能態躍迂至基態時發射的光補充了衰減損失的信號光,從而實現了信號光在光纖傳播過程中隨著衰減又不間斷地被放大。

將鉺摻入普通石英光纖,再配以980納米或1480納米兩種波長的半導體雷射器,就基本構成了直接放大1550nm光信號的放大器。石英光纖可傳送各種不同波長的光,但光衰率不一樣,1550nm頻帶的光在石英光纖中傳輸時光衰減率最低(僅為0.15分貝/公里),衰減率幾乎是下限極限。因此,光纖通信以1550nm波長的光作信號光時,光的損失最小。所以,光纖中只要摻雜幾十至幾百ppm的鉺,就能夠起到補償通訊系統中光損耗的作用。摻鉺光纖放大器就如同一個光的“泵站”,使光信號一站一站毫不減弱地傳遞下去,從而順暢地開通了現代長距離大容量高速光纖通訊的技術通道。

鉺的另一個套用熱點是雷射,尤其是用作醫用雷射材料。鉺雷射是一種固體脈衝雷射,波長為2940nm,能被人體組織中的水分子強烈吸收,從而用較小的能量獲得較大的效果,可以非常精確地切割、磨削和切除軟組織。鉺YAG雷射還被用做白內障摘除。因為白內障晶體的主要成分是水,鉺雷射能量低,易被水吸收,將是一種很有發展前景的摘除白內障的手術方法。鉺雷射治療儀正為雷射外科開闢出越來越廣闊的套用領域。

鉺還可用作稀土上轉換雷射材料的激活離子。鉺雷射上轉換材料又分為單晶(氟化物、含氧鹽)和玻璃(光纖)兩類,如摻鉺的鋁酸釔(YAP:Er3+)晶體和摻雜Er3+的ZBLAN氟化物(ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF)玻璃光纖等,現在均已經實用化。BaYF5:Yb3+,Er3+可將紅外線轉成可見光,這種多光子上轉換髮光材料已成功地用於夜視儀。

化學元素周期表

族→123456789101112131415161718電子層0族電子數
周期↓I A0
11
H
2
He
K2
II AIII AIV AV AVI AVII A
23
Li
4
Be
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
L
K
8
2
311
Na
12
Mg
13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
M
L
K
8
8
2
III BIV BV BVI BVII BVIIII BII B
419
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
N
M
L
K
8
18
8
2
537
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
O
N
M
L
K
8
18
18
8
2
655
Cs
56
Ba
57-
71
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
P
O
N
M
L
K
8
18
32
18
8
2
787
Fr
88
Ra
89-
103
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Uub
113
Uut
114
Uuq
115
Uup
116
Uuh
117
Uus
118
Uuo

鑭系元 素57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu
錒系元 素89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr

拼音是er的漢字

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