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Erbium



Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Erbium, Er, 68
Serie Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block La, 6, f
Aussehen silbrig weiß
Massenanteil an der Erdhülle 2 · 10-4 %
Atomar
Atommasse 167,26 u
Atomradius (berechnet) 175,7 (?) pm
Kovalenter Radius 157 pm
Van-der-Waals-Radius  ? pm
Elektronenkonfiguration [Xe]4f126s2
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 30, 8, 2
1. Ionisierungsenergie 589,3 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1150 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2194 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Modifikationen
Kristallstruktur hexagonal
Dichte 9,066 g/cm3
Mohshärte -
Magnetismus -
Schmelzpunkt 1795 K (1522 °C)
Siedepunkt 2783 K (2510 °C)
Molares Volumen 18,4 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme 292,88 kJ/mol
Schmelzwärme 17,15 kJ/mol
Dampfdruck

- Pa

Schallgeschwindigkeit m/s
Spezifische Wärmekapazität 168 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 0 S/m
Wärmeleitfähigkeit 14,3 W/(m · K) bei 300 K
Chemisch
Oxidationszustände 3
Oxide (Basizität) (basisch)
Normalpotential -2,31 V (Er3+ + 3e- → Er)
Elektronegativität 1,24 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
162Er

0,14 %

Stabil
163Er

{syn.}

75 min ε 1,210 163Ho
164Er

1,61 %

Stabil
165Er

{syn.}

10,36 h ε 0,376 165Ho
166Er

33,6 %

Stabil
167Er

22,95 %

Stabil
168Er

26,8 %

Stabil
169Er

{syn.}

9,40 d β- 0,351 169Tm
170Er

14,9 %

Stabil
NMR-Eigenschaften
  Spin γ in
rad·T−1·s−1
E fL bei
B = 4,7 T
in MHz
167Er +7/2 7,752 · 106 - -
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung

R- und S-Sätze R:
S:
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Erbium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Er und der Ordnungszahl 68. Das Gruppe 3- und Periode-6-Element gehört zu den Lanthanoiden und wird den Metallen der Seltenen Erden zugeordnet. Der Name leitet sich von der Grube Ytterby bei Stockholm ab, wie auch der von Ytterbium, Terbium und Yttrium.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Erbium (nach Ytterby, einer schwedischen Stadt) wurde 1843 von Carl Gustav Mosander entdeckt. Allerdings handelte es sich bei dem vermeintlich reinen Oxid um eine Mischung der Oxide aus Erbium, Scandium, Holmium, Thulium und Ytterbium.
Um die spätere Aufklärung machten sich die Chemiker Delafontaine und Berlin verdient. Reines Erbiumoxid stellte 1905 der französische Chemiker Georges Urbain und der amerikanische Chemiker Charles James her.

Vorkommen

Erbium ist ein sehr seltenes Metall (3,8 ppm).

Gewinnung und Darstellung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Erbiumbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Erbiumfluorid umgesetzt. Anschließend wird mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum metallischen Erbium reduziert. Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgen in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.

Eigenschaften

 

Das silberweiß glänzende Metall der seltenen Erden ist schmiedbar, aber auch ziemlich spröde.

In Luft läuft Erbium grau an, ist dann aber recht beständig. Bei höheren Temperaturen verbrennt es zum Sesquioxid Er2O3. Mit Wasser reagiert es unter Wasserstoffentwicklung zum Hydroxid.
In Mineralsäuren löst es sich unter Bildung von Wasserstoff auf.

In seinen Verbindungen liegt es in der Oxidationsstufe +3 vor, die Er3+-Kationen bilden in Wasser rosafarbene Lösungen. Feste Salze sind ebenfalls rosa gefärbt.

Verwendung

Erbium-dotierte Lichtwellenleiter werden für optische Verstärker verwendet, die in der Lage sind, ein über Glasfasern übertragene Lichtsignal zu verstärken, ohne es zuvor in ein elektrisches Signal zu wandeln. Gold als Wirtsmaterial dotiert mit einigen hundert ppm Erbium wird als Sensormaterial magnetischer Kalorimeter zur hochauflösenden Teilchendetektion in der Physik und Technik verwendet.

Erbium wird neben anderen Selten-Erd-Elementen wie Neodym oder Holmium zur Dotierung von Resonatoren in Festkörperlasern eingesetzt (Er:YAG-Laser, siehe auch Nd:YAG-Laser). Der Er:YAG-Laser wird hauptsächlich in der Humanmedizin eingesetzt. Er hat eine Wellenlänge von 2940 nm und damit eine maximale Absorption im Gewebewasser. Es kommt zur schlagartigen Verdampfung und damit zur Disruption von Gewebe in dünnen Schichten. Er eignet sich zur Abtragung einer Vielzahl von gut- oder bösartigen Hautveränderungen.


Verbindungen

Erbium(III)-oxid


Siehe auch

 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Erbium aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
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