Эрбий (Er)
ЛантаноидТвердое вещество
Стандартный атомный вес
167.259 uЭлектронная конфигурация
[Xe] 6s2 4f12Температура плавления
1528.85 °C (1802 K)Температура кипения
2867.85 °C (3141 K)Плотность
9070 kg/m³Степени окисления
0, +1, +2, +3Электроотрицательность (Полинг)
1.24Энергия ионизации (1-я)
Год открытия
1843Атомный радиус
175 pmДополнительно
Эрбий — лантаноидный металл и один из более тяжёлых редкоземельных элементов. В соединениях он определяется степенью окисления +3, что придаёт многим солям характерную бледно-розовую окраску. Его наибольшее технологическое значение связано с оптическими переходами ионов Er³⁺, особенно в кварцевом стекле, где они обеспечивают усиление около 1,55 мкм для волоконно-оптической связи. В природе он встречается вместе с другими редкоземельными элементами, а не как самородный металл.
Чистый металл мягок и ковок и обладает ярким, серебристым металлическим блеском. Как и у других редкоземельных металлов, его свойства в определенной степени зависят от присутствующих примесей. Металл достаточно устойчив на воздухе и окисляется не так быстро, как некоторые другие редкоземельные металлы. Природный эрбий представляет собой смесь шести изотопов, все из которых стабильны. Также признаны девять радиоактивных изотопов эрбия. Недавние методы получения, использующие реакции ионного обмена, привели в последние годы к значительному снижению цен на редкоземельные металлы и их соединения. Большинство оксидов редкоземельных элементов имеют резкие полосы поглощения в видимой, ультрафиолетовой и ближней инфракрасной областях. Это свойство, связанное с электронной структурой, придает многим солям редкоземельных элементов красивые пастельные цвета.
Название происходит от шведского города Иттербю, где впервые разрабатывали руду гадолинит (в которой он был найден). Эрбий был открыт шведским хирургом и химиком Карлом-Густавом Мосандером в 1843 году в образце иттрия. Он разделил иттрий на иттрий, розовоокрашенную соль, которую он назвал тербием, и глубоко-жёлтую перекись, которую он назвал эрбием.
Минерал гадолинит ((Ce, La, Nd, Y)2FeBe2Si2O10), обнаруженный в карьере близ города Иттербю, Швеция, стал источником большого числа редкоземельных элементов. В 1843 году Карл Густав Мосандер, шведский химик, сумел разделить гадолинит на три вещества, которые он назвал иттрией, эрбией и тербией. Как и следовало ожидать, учитывая сходство их названий и свойств, учёные вскоре перепутали эрбию и тербию, и к 1877 году их названия были поменяны местами. То, что Мосандер называл эрбией, теперь называется тербией и наоборот. Из этих двух веществ Мосандер открыл два новых элемента — тербий и эрбий. Сегодня эрбий в основном получают ионообменным процессом из минералов ксенотим (YPO4) и эвксенит ((Y, Ca, Er, La, Ce, U, Th)(Nb, Ta, Ti)2O6).
Эрбий, один из так называемых редкоземельных элементов ряда лантаноидов, встречается в минералах, упомянутых в разделе о диспрозии. В 1842 году Мосандер разделил найденную в минерале гадолините «иттрию» на три фракции, которые он назвал иттрией, эрбией и тербией. В этот ранний период названия эрбия и тербия были перепутаны. После 1860 года тербия Мосандера стала называться эрбией, а после 1877 года ранее известная эрбия стала тербией. Эрбия этого периода позднее оказалась состоящей из пяти оксидов, ныне известных как эрбия, скандия, гольмия, тулия и итттербия. К 1905 году Урбен и Джеймс независимо друг от друга успешно выделили достаточно чистый Er2O3. Клемм и Боммер впервые получили достаточно чистый металлический эрбий в 1934 году путём восстановления безводного хлорида парами калия.
Изображения
Свойства
Физические
- Атомный радиус (эмпир.)
- 175 pm
- Ковалентный радиус
- 189 pm
- Радиус Ван-дер-Ваальса
- 235 pm
- Плотность
- Молярный объём
- 0.0184 L/mol
- Агрегатное состояние (НУ)
- solid
- Температура плавления
- 1528.85 °C
- Температура кипения
- 2867.85 °C
- Удельная теплоёмкость
- 0.168 Дж/(г·К)
- Молярная теплоёмкость
- 28.12 Дж/(моль·К)
- Кристаллическая структура
- hcp
Химические
- Электроотрицательность (Полинг)
- 1.24
- Сродство к электрону
- Энергия ионизации (1-я)
- Энергия ионизации (2-я)
- Энергия ионизации (3-я)
- Энергия ионизации (4-я)
- Энергия ионизации (5-я)
- Степени окисления
- 0, +1, +2, +3
- Валентные электроны
- 3
- Электронная конфигурация
Термодинамические
- Теплота плавления
- 0.11815308 eV
- Теплота парообразования
- 2.902005 eV
- Теплота возгонки
- 3.285485 eV
- Теплота атомизации
- 3.285485 eV
- Энтальпия атомизации
Ядерные
- Протоны
- 68
- Нейтроны
- 98
- Известные изотопы
- 39
- Стабильные изотопы
- 4
- Наиболее стабильный изотоп
- Er-166
- Год открытия
- 1843
Распространённость
- Распространённость (земная кора)
- 3.5 мг/кг
- Распространённость (океан)
Кристаллическая структура
- Параметр решётки a
- 356 pm
Электронная структура
- Электронов на оболочке
- 2, 8, 18, 30, 8, 2
Идентификаторы
- Номер CAS
- 7440-52-0
- Термный символ
- InChI
- InChI=1S/Er
- InChI Key
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N
Электронная конфигурация Измерено
Er: 4f¹² 6s²[Xe] 4f¹² 6s²1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹² 6s²Модель атома
Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.
Схематическая модель атома, не в масштабе.
Атомный отпечаток
Спектр испускания / поглощения
Распределение изотопов
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 164 Стабильный | 163,9292088 ± 0,000002 | 1.6010% | Стабильный |
| 166 Стабильный | 165,9302995 ± 0,0000022 | 33.5030% | Стабильный |
| 167 Стабильный | 166,9320546 ± 0,0000022 | 22.8690% | Стабильный |
| 168 Стабильный | 167,9323767 ± 0,0000022 | 26.9780% | Стабильный |
Фазовое состояние
Причина: на 1503.8 °C ниже точки плавления (1528.85 °C)
Схематично, не в масштабе
Точки фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия для плавления 1 моля при tплав
Энергия для испарения 1 моля при tкип
Энергия для возгонки 1 моля при tвозг
Плотность
При нормальных условиях
При нормальных условиях
Атомные спектры
Показано 10 из 68 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).
Состав спектральных линий ?
| Ион | Заряд | Всего линий | Вероятности переходов | Обозначения уровней |
|---|---|---|---|---|
| Er I | 0 | 232 | 11 | 13 |
| Er II | +1 | 285 | 11 | 12 |
| Er III | +2 | 120 | 0 | 0 |
Состав энергетических уровней ?
| Ion | Заряд | Уровни |
|---|---|---|
| Er I | 0 | 674 |
| Er II | +1 | 362 |
| Er III | +2 | 53 |
| Er IV | +3 | 10 |
| Er V | +4 | 2 |
| Er VI | +5 | 2 |
| Er VII | +6 | 2 |
| Er VIII | +7 | 2 |
| Er IX | +8 | 2 |
| Er X | +9 | 2 |
Ионные радиусы
| Заряд | Координация | Спин | Радиус |
|---|---|---|---|
| +3 | 6 | N/A | 89 пм |
| +3 | 7 | N/A | 94.5 пм |
| +3 | 8 | N/A | 100.4 пм |
| +3 | 9 | N/A | 106.2 пм |
Соединения
Изотопы (4)
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада | Режим распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 164 Стабильный | 163,9292088 ± 0,000002 | 1.6010% ± 0.0030% | Стабильный | stable | |
| 166 Стабильный | 165,9302995 ± 0,0000022 | 33.5030% ± 0.0360% | Стабильный | stable | |
| 167 Стабильный | 166,9320546 ± 0,0000022 | 22.8690% ± 0.0090% | Стабильный | stable | |
| 168 Стабильный | 167,9323767 ± 0,0000022 | 26.9780% ± 0.0180% | Стабильный | stable |
Расширенные свойства
Ковалентные радиусы (расш.)
- Ковалентный радиус (Пюккё)
- Ковалентный радиус (Пюккё, двойная связь)
Радиусы Ван-дер-Ваальса
- Alvarez
- UFF
- MM3
Атомные и металлические радиусы
- Атомный радиус (Рам)
Шкалы нумерации
- Mendeleev
- Pettifor
- Glawe
Шкалы электроотрицательности
- Ghosh
- Miedema
- Gunnarsson–Lundqvist
- Robles–Bartolotti
Поляризуемость и дисперсия
- Дипольная поляризуемость
- Дипольная поляризуемость (погр.)
- C₆ (Gould–Bučko)
Параметры Мидемы
- Молярный объём Мидемы
- Электронная плотность Мидемы
Риск поставок и экономика
- Концентрация производства
- Относительный риск поставок
- Распределение запасов
- Политическая стабильность (топ-производитель)
- Политическая стабильность (топ-запасы)
Фазовые переходы и аллотропы
| Температура плавления | 1802.15 K |
| Температура кипения | 3141.15 K |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Константы экранирования (13)
| n | Орбиталь | σ |
|---|---|---|
| 1 | s | 1.3263 |
| 2 | p | 4.346 |
| 2 | s | 17.7984 |
| 3 | d | 13.6397 |
| 3 | p | 20.3891 |
| 3 | s | 20.9231 |
| 4 | d | 35.7288 |
| 4 | f | 40.0216 |
| 4 | p | 32.8908 |
| 4 | s | 31.768 |
Детализация кристаллических радиусов (4)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Источник |
|---|---|---|---|---|
| 3 | VI | 103 | from r^3 vs V plots, | |
| 3 | VII | 108.5 | ||
| 3 | VIII | 114.4 | from r^3 vs V plots, | |
| 3 | IX | 120.2 | from r^3 vs V plots, |
Режимы распада изотопов (52)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 142 | p | — |
| 143 | B+ | — |
| 143 | B+p | — |
| 144 | B+ | — |
| 145 | B+ | 100% |
| 145 | B+p | — |
| 146 | B+ | 100% |
| 146 | B+p | — |
| 147 | B+ | 100% |
| 147 | B+p | — |
Факторы рассеяния X‑лучей (514)
| Энергия (eV) | f₁ | f₂ |
|---|---|---|
| 10 | — | 0.18333 |
| 10.1617 | — | 0.18626 |
| 10.3261 | — | 0.18925 |
| 10.4931 | — | 0.19229 |
| 10.6628 | — | 0.19537 |
| 10.8353 | — | 0.1985 |
| 11.0106 | — | 0.20168 |
| 11.1886 | — | 0.20739 |
| 11.3696 | — | 0.21399 |
| 11.5535 | — | 0.2208 |
Дополнительные данные
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
3.5 milligrams per kilogram
Источники (1)
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
8.7×10-7 milligrams per liter
Источники (1)
Источники
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Erbium.
The element property data was retrieved from publications.