erbium

erbium

erbium,元素鉺的英文名稱,原子序數68,原子量167.26,元素名來源於釔土的發現地。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。

概述

鉺
erbiumn.[化]鉺

簡介

鉺為銀灰色金屬,熔點1529°C,沸點2863°C,密度9.006克/厘米³;第一電離能6.10電子伏特。質軟,不溶於水,溶於酸。與鈥、鏑的化學性質和物理性質幾乎完全相同。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。鹽類和氧化物呈粉紅至紅色。鉺的同位素有:162Er、164Er、166Er、167Er、168Er、170Er。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。

元素來源

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。

性質

鉺
氧化鉺
元素名稱:
元素符號:Er
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
氧化態:MainEr+3
元素在宇宙中的含量:(ppm):0.002
鉺
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
地殼中含量:(ppm):3.8
晶體結構:晶胞為六方晶胞。
晶胞參數:
a=355.88pm
b=355.88pm
c=558.74pm
α=90°
β=90°
γ=120°
維氏硬度:589MPa
聲音在其中的傳播速率:(m/S)2830
常見化合價:+3
電負性:1.24
外圍電子排布:4f126s2
核外電子排布:2,8,18,30,8,2
同位素及放射線:Er-162Er-164*Er-166Er-167Er-168Er-169[9.4d]Er-170Er-171[7.5h]Er-172[2.1d]
電子親合和能:0KJ•mol-1
第一電離能:589KJ•mol-1
第二電離能:1151KJ•mol-1
第三電離能:0KJ•mol-1
單質密度:8.795g/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

發現

鉺雷射器頭
鉺雷射器頭
發現人:莫桑德爾(C.G.Mosander)
發現年代:1843年
發現過程:1843年,由莫桑德爾(C.G.Mosander)發現。他原來將鉺德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。他們的發現是繼和釔兩個元素後又找到稀土元素中的三個。

用途

超凡鉺雷射整形美容儀
超凡鉺雷射整形美容儀
1,Er3+在1550nm處的光發射具有特殊意義,因為該波長正好位於光纖通訊的光學纖維的最低損失,鉺離子(Er3+)受到波長980nm、1480nm的光激發後,從基態4I15/2躍遷至高能態4I13/2,當處於高能態的Er3+再躍遷回至基態時發射出1550nm波長的光,石英光纖可傳送各種不同波長的光,但不同的光光衰率不同,1550nm頻帶的光在石英光纖中傳輸時光衰減率最低(0.15分貝/公里),幾乎為下限極限衰減率。因此,光纖通信在1550nm處作信號光時,光損失最小。這樣,如果把適當濃度的鉺摻入合適的基質中,可依據雷射原理作用,放大器能夠補償通訊系統中的損耗,因此在需要放大波長1550nm光信號的電訊網路中,摻鉺光纖放大器是必不可少的光學器件,目前摻鉺的二氧化矽纖維放大器已實現商業化。據報導,為避免無用的吸收,光纖中鉺的摻雜量幾十至幾百ppm。光纖通信的迅猛發展,將開闢鉺的套用新領域。
2,另外摻鉺的雷射晶體及其輸出的1730nm雷射和1550nm雷射對人的眼睛安全,大氣傳輸性能較好,對戰場的硝煙穿透能力較強,保密性好,不易被敵人探測,照射軍事目標的對比度較大,已製成軍事上用的對人眼安全的攜帶型雷射測距儀。
3,Er3+加入到玻璃中可製成稀土玻璃雷射材料,是目前輸出脈衝能量最大,輸出功率最高的固體雷射材料。
4,Er3+還可做稀土上轉換雷射材料的激活離子。
5,它的氧化物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。另外鉺也可套用於眼鏡片玻璃、結晶玻璃的脫色和著色等。
6,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。

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