Эрбий (Er)
ЛантаноидТвёрдое тело
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 — металл из ряда лантаноидов и один из более тяжелых редкоземельных элементов. В соединениях он определяется степенью окисления +3, что придает многим солям характерную бледно-розовую окраску. Наибольшее технологическое значение обусловлено оптическими переходами ионов Er³⁺, особенно в кварцевом стекле, где они обеспечивают усиление вблизи 1.55 микрометра 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 определённой степени зависят от присутствующих примесей. Металл довольно стабилен на воздухе и окисляется не так быстро, как некоторые другие редкоземельные металлы. Природный эрбий представляет собой смесь шести изотопов, все из которых стабильны. Также известны девять радиоактивных изотопов эрбия. Новые методы получения, использующие ионообменные реакции, в последние годы привели 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, придаёт многим солям редкоземельных элементов красивые пастельные цвета.
Название происходит от шведского города Иттербю, где впервые разрабатывалась руда гадолинит (в которой он был обнаружен). 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-жёлтый пероксид, который он назвал эрбием.
Минерал гадолинит ((Ce, La, Nd, Y)2FeBe2Si2O10), обнаруженный в карьере недалеко от города Иттербю, Швеция, стал источником большого числа редкоземельных элементов. В 1843 году Карл Густав Мосандер, шведский химик, смог 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 поменяли их названия местами. То, что Мосандер называл эрбией, теперь называется тербией и наоборот. Из этих двух веществ Мосандер открыл два новых элемента — тербий и эрбий. В настоящее время эрбий преимущественно получают методом ионного обмена 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 лантанидов, встречается в минералах, упомянутых в разделе о диспрозии. В 1842 году Мосандер разделил «иттрию», найденную в минерале гадолините, на три фракции, которые он назвал иттрией, эрбией и тербией. Названия эрбия и тербия в этот ранний период были перепутаны. После 1860 года тербия Мосандера была известна как эрбия, а после 1877 года более ранняя эрбия стала тербией. Эрбия этого периода позднее было показано, что она состоит из пяти оксидов, ныне известных как эрбия, скандия, гольмия, тулия и иттербия. К 1905 году Урбен и Джеймс независимо друг от друга сумели выделить достаточно чистый Er2O3. Клемм и Боммер впервые получили сравнительно чистый металлический эрбий в 1934 году путём восстановления безводного хлорида парами калия.
Изображения
Свойства
Физические
Химические
Термодинамические
Ядерные
Распространённость
Реакционная способность
N/A
Кристаллическая структура
Электронная структура
Идентификаторы
Электронная конфигурация Measured
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 ?
| Ion | Заряд | Total lines | Transition probabilities | Level designations |
|---|---|---|---|---|
| Er I | 0 | 232 | 11 | 13 |
| Er II | +1 | 285 | 11 | 12 |
| Er III | +2 | 120 | 0 | 0 |
Состав энергетических уровней ?
| Ion | Заряд | Levels |
|---|---|---|
| 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.)
Радиусы Ван-дер-Ваальса
Атомные и металлические радиусы
Шкалы нумерации
Шкалы электроотрицательности
Поляризуемость и дисперсия
Параметры Мидемы
Риск поставок и экономика
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.