Das magische Seltenerdelement Erbium

Erbium, Ordnungszahl 68, befindet sich im 6. Zyklus des chemischen Periodensystems, Lanthanid (IIIB-Gruppe) Nummer 11, Atomgewicht 167,26, und der Elementname stammt vom Fundort der Yttriumerde.

Erbiumhat einen Gehalt von 0,000247 % in der Kruste und kommt in vielen vorseltene ErdeMineralien. Es kommt in magmatischen Gesteinen vor und kann durch Elektrolyse und Schmelzen von ErCl3 gewonnen werden. Es existiert neben anderen hochdichten Seltenerdelementen in Yttriumphosphat und Schwarzseltene ErdeGoldvorkommen.

Ionischseltene ErdeMineralien: Jiangxi, Guangdong, Fujian, Hunan, Guangxi usw. in China. Phosphor-Yttrium-Erz: Malaysia, Guangxi, Guangdong, China. Monazit: Australiens Küstengebiete, Indiens Küstengebiete, Guangdong, China und Taiwans Küstengebiete.

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1843 entdeckt

Entdeckungsprozess: 1843 von CG Mosander entdeckt. Er nannte das Erbiumoxid ursprünglich Terbiumoxid, daher wurde in der frühen LiteraturTerbiumoxidUndErbiumoxidwaren gemischt. Erst nach 1860 war eine Korrektur notwendig.

Im gleichen Zeitraum wie die Entdeckung vonLanthanMossander analysierte und untersuchte das ursprünglich entdeckte Yttrium und veröffentlichte 1842 einen Bericht, in dem er klarstellte, dass es sich bei der ursprünglich entdeckten Yttriumerde nicht um ein einzelnes Elementaroxid, sondern um ein Oxid aus drei Elementen handelte. Eines davon nannte er immer noch Yttrium-Erde und eines davon Erbia (ErbiumErde). Das Elementsymbol wird als Er bezeichnet. Die Entdeckung von Erbium und zwei weiteren Elementen,LanthanUndTerbium, öffnete die zweite Tür zur Entdeckung vonseltene ErdeElemente, die die zweite Phase ihrer Entdeckung markieren. Ihre Entdeckung war die Entdeckung von dreiseltene ErdeElemente nach den beiden ElementenCerUndYttrium.

Elektronenkonfiguration

Elektronisches Layout:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12

Die erste Ionisierungsenergie beträgt 6,10 Elektronenvolt. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften sind nahezu identisch mit denen von Holmium und Dysprosium.

Zu den Isotopen von Erbium gehören: 162Er, 164Er, 166Er, 167Er, 168Er, 170Er.

Metall

Erbiumist ein silberweißes Metall mit weicher Textur, unlöslich in Wasser und löslich in Säuren. Salze und Oxide haben eine rosa bis rote Farbe. Schmelzpunkt 1529 °C, Siedepunkt 2863 °C, Dichte 9,006 g/cm³.

Erbiumist bei niedrigen Temperaturen antiferromagnetisch, nahe dem absoluten Nullpunkt stark ferromagnetisch und ein Supraleiter.

Erbiumwird bei Raumtemperatur langsam durch Luft und Wasser oxidiert, was zu einer rosaroten Farbe führt.

Anwendung:

Sein OxidEr2O3ist eine rosarote Farbe, die zur Herstellung glasierter Keramik verwendet wird.Erbiumoxidwird in der Keramikindustrie zur Herstellung einer rosafarbenen Emaille verwendet.

ErbiumEs findet auch einige Anwendungen in der Nuklearindustrie und kann als Legierungsbestandteil für andere Metalle verwendet werden. Zum Beispiel DopingErbiumDie Umwandlung in Vanadium kann seine Duktilität verbessern.

Derzeit die prominenteste Verwendung vonErbiumliegt in der Herstellung vonErbiumdotierte Faserverstärker (EDFAs). Der Bait Doped Fiber Amplifier (EDFA) wurde erstmals 1985 von der University of Southampton entwickelt. Er ist eine der größten Erfindungen in der Glasfaserkommunikation und kann sogar als „Tankstelle“ der heutigen Informationsautobahn über große Entfernungen bezeichnet werden.ErbiumEine dotierte Faser ist der Kern eines Verstärkers, indem eine kleine Menge Erbiumionen des Seltenerdelements (Er3+) in eine Quarzfaser dotiert wird. Durch die Dotierung von Glasfasern mit Erbium im Bereich von mehreren zehn bis hundert ppm können optische Verluste in Kommunikationssystemen ausgeglichen werden.ErbiumDotierte Faserverstärker sind wie eine „Pumpstation“ für Licht, die die Übertragung optischer Signale ohne Dämpfung von Station zu Station ermöglicht und so den technologischen Kanal für die moderne Glasfaserkommunikation über große Entfernungen mit hoher Kapazität und hoher Geschwindigkeit reibungslos öffnet .

Ein weiterer Anwendungs-Hotspot vonErbiumist Laser, insbesondere als medizinisches Lasermaterial.ErbiumLaser ist ein Festkörper-Pulslaser mit einer Wellenlänge von 2940 nm, der von Wassermolekülen im menschlichen Gewebe stark absorbiert werden kann und so mit weniger Energie signifikante Ergebnisse erzielt. Es kann Weichgewebe präzise schneiden, schleifen und herausschneiden. Der Erbium-YAG-Laser wird auch zur Kataraktentfernung eingesetzt.ErbiumLasertherapiegeräte eröffnen der Laserchirurgie immer breitere Anwendungsfelder.

Erbiumkann auch als aktivierendes Ion für Seltenerd-Upconversion-Lasermaterialien verwendet werden.ErbiumLaser-Upconversion-Materialien können in zwei Kategorien unterteilt werden: Einkristall (Fluorid, sauerstoffhaltiges Salz) und Glas (Faser), wie zum Beispiel Erbium-dotierte Yttriumaluminat-Kristalle (YAP: Er3+) und Er3+-dotiertes ZBLAN-Fluorid (ZrF4-BaF2- LaF3-AlF3-NaF)-Glasfasern, die sich mittlerweile als praktisch erwiesen haben. BaYF5: Yb3+, Er3+ können Infrarotlicht in sichtbares Licht umwandeln, und dieses Multiphotonen-Upconversion-Lumineszenzmaterial wurde erfolgreich in Nachtsichtgeräten eingesetzt.