إربيوم

(تم التحويل من Erbium)
Erbium,  68Er
Erbium-crop.jpg
الخصائص العامة
النطق
المظهرأبيض فضي
الوزن الذري العياري (Ar, standard)167.259(3)
Erbium في الجدول الدوري
Hydrogen (reactive nonmetal)
Helium (noble gas)
Lithium (alkali metal)
Beryllium (alkaline earth metal)
Boron (metalloid)
Carbon (reactive nonmetal)
Nitrogen (reactive nonmetal)
Oxygen (reactive nonmetal)
Fluorine (reactive nonmetal)
Neon (noble gas)
Sodium (alkali metal)
Magnesium (alkaline earth metal)
Aluminium (post-transition metal)
Silicon (metalloid)
Phosphorus (reactive nonmetal)
Sulfur (reactive nonmetal)
Chlorine (reactive nonmetal)
Argon (noble gas)
Potassium (alkali metal)
Calcium (alkaline earth metal)
Scandium (transition metal)
Titanium (transition metal)
Vanadium (transition metal)
Chromium (transition metal)
Manganese (transition metal)
Iron (transition metal)
Cobalt (transition metal)
Nickel (transition metal)
Copper (transition metal)
Zinc (post-transition metal)
Gallium (post-transition metal)
Germanium (metalloid)
Arsenic (metalloid)
Selenium (reactive nonmetal)
Bromine (reactive nonmetal)
Krypton (noble gas)
Rubidium (alkali metal)
Strontium (alkaline earth metal)
Yttrium (transition metal)
Zirconium (transition metal)
Niobium (transition metal)
Molybdenum (transition metal)
Technetium (transition metal)
Ruthenium (transition metal)
Rhodium (transition metal)
Palladium (transition metal)
Silver (transition metal)
Cadmium (post-transition metal)
Indium (post-transition metal)
Tin (post-transition metal)
Antimony (metalloid)
Tellurium (metalloid)
Iodine (reactive nonmetal)
Xenon (noble gas)
Caesium (alkali metal)
Barium (alkaline earth metal)
Lanthanum (lanthanide)
Cerium (lanthanide)
Praseodymium (lanthanide)
Neodymium (lanthanide)
Promethium (lanthanide)
Samarium (lanthanide)
Europium (lanthanide)
Gadolinium (lanthanide)
Terbium (lanthanide)
Dysprosium (lanthanide)
Holmium (lanthanide)
Erbium (lanthanide)
Thulium (lanthanide)
Ytterbium (lanthanide)
Lutetium (lanthanide)
Hafnium (transition metal)
Tantalum (transition metal)
Tungsten (transition metal)
Rhenium (transition metal)
Osmium (transition metal)
Iridium (transition metal)
Platinum (transition metal)
Gold (transition metal)
Mercury (post-transition metal)
Thallium (post-transition metal)
Lead (post-transition metal)
Bismuth (post-transition metal)
Polonium (post-transition metal)
Astatine (metalloid)
Radon (noble gas)
Francium (alkali metal)
Radium (alkaline earth metal)
Actinium (actinide)
Thorium (actinide)
Protactinium (actinide)
Uranium (actinide)
Neptunium (actinide)
Plutonium (actinide)
Americium (actinide)
Curium (actinide)
Berkelium (actinide)
Californium (actinide)
Einsteinium (actinide)
Fermium (actinide)
Mendelevium (actinide)
Nobelium (actinide)
Lawrencium (actinide)
Rutherfordium (transition metal)
Dubnium (transition metal)
Seaborgium (transition metal)
Bohrium (transition metal)
Hassium (transition metal)
Meitnerium (unknown chemical properties)
Darmstadtium (unknown chemical properties)
Roentgenium (unknown chemical properties)
Copernicium (post-transition metal)
Nihonium (unknown chemical properties)
Flerovium (unknown chemical properties)
Moscovium (unknown chemical properties)
Livermorium (unknown chemical properties)
Tennessine (unknown chemical properties)
Oganesson (unknown chemical properties)


Er

Fm
هولميومerbiumثوليوم
الرقم الذري (Z)68
المجموعة، الدورةمجموعة غير مرقمة, الفترة {{{period}}}
المستوى الفرعي[[المستوى الفرعي {{{block}}}]]
التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f12 6s2
الإلكترونات للغلاف2, 8, 18, 30, 8, 2
الخصائص الطبيعية
نقطة الانصهار1802 K ​(1529 °س، ​2784 °F)
نقطة الغليان3141 K ​(2868 °س، ​5194 °ف)
الكثافة (بالقرب من د.ح.غ.)9.066 ج/سم³
حين يكون سائلاً (عند ن.إ.)8.86 ج/سم³
حرارة الانصهار19.90 kJ/mol
حرارة التبخر280 kJ/mol
السعة الحرارية المولية28.12 J/(mol·K)
ضغط البخار
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 1504 1663 (1885) (2163) (2552) (3132)
الخصائص الذرية
الكهرسلبيةمقياس پاولنگ: 1.24
طاقات التأين
  • الأول: 589.3 kJ/mol
  • الثاني: 1150 kJ/mol
  • الثالث: 2194 kJ/mol
نصف القطر الذريempirical: 176 pm
نصف قطر التكافؤ189±6 pm
Color lines in a spectral range
خصائص أخرى
التواجد الطبيعيprimordial
البنية البلوريةhexagonal close-packed (hcp)
Hexagonal close packed crystal structure for erbium
سرعة الصوت قضيب رفيع2830 م/ث (عند 20 °س)
قضيب رفيع14.5 W/(m·K)
التمدد الحراريpoly: 12.2 µm/(m⋅K) (r.t.)
المقاومة الكهربائيةpoly: 0.860 µΩ⋅m (r.t.)
الترتيب المغناطيسيمغناطيسية مسايرة عند 300 K
القابلية المغناطيسية+44300.00×10−6 cm3/mol[1]
معامل يونگ69.9 GPa
معامل القص28.3 GPa
معاير الحجم44.4 GPa
نسبة پواسون0.237
صلادة ڤيكرز430–700 MPa
صلادة برينل600–1070 MPa
رقم كاس7440-52-0
التاريخ
التسميةafter إيتربي (السويد)، حيث اِستُخرِج
الاكتشافكارل گوستاف موساندر (1843)
نظائر erbium الرئيسية
نظير التوفر عمر النصف (t1/2) نمط الاضمحلال الناتج
160Er إصط 28.58 h ε 160Ho
162Er 0.139% 162Er هو نظير مستقر وله 94 نيوترون
164Er 1.601% 164Er هو نظير مستقر وله 96 نيوترون
165Er syn 10.36 h ε 165Ho
166Er 33.503% 166Er هو نظير مستقر وله 98 نيوترون
167Er 22.869% 167Er هو نظير مستقر وله 99 نيوترون
168Er 26.978% 168Er هو نظير مستقر وله 100 نيوترون
169Er syn 9.4 d β 169Tm
170Er 14.910% 170Er هو نظير مستقر وله 102 نيوترون
171Er syn 7.516 h β 171Tm
172Er syn 49.3 h β 172Tm
تصنيف التصنيف: Erbium
| المراجع

الإربيوم هو عنصر كيميائي من عناصر الجدول الدوري وله الرمز Er والرقم الذري 68. وهو أحد عناصر اللانثينيدات الفلزية الأرضية النادرة ولونه فضي, ويتواجد الإربيوم مع عدد من العناصر الأخرى في معدن الجادونيلايت والذى يتواجد في يتربي في السويد.

Erbium's principal uses involve its pink-colored Er3+ ions, which have optical fluorescent properties particularly useful in certain laser applications. Erbium-doped glasses or crystals can be used as optical amplification media, where Er3+ ions are optically pumped at around 980 or 1480 nم and then radiate light at 1530 nم in stimulated emission. This process results in an unusually mechanically simple laser optical amplifier for signals transmitted by fiber optics. The 1550 nم wavelength is especially important for optical communications because standard single mode optical fibers have minimal loss at this particular wavelength.

In addition to optical fiber amplifier-lasers, a large variety of medical applications (i.e. dermatology, dentistry) rely on the erbium ion's 2940 nم emission (see Er:YAG laser) when lit at another wavelength, which is highly absorbed in water in tissues, making its effect very superficial. Such shallow tissue deposition of laser energy is helpful in laser surgery, and for the efficient production of steam which produces enamel ablation by common types of dental laser.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الصفات المميزة

Erbium(III)chloride in sunlight, showing some pink fluorescence of Er+3 from natural ultraviolet.

هو عنصر ثلاثي التكافؤ, كما أن الإربيوم النقي فلز طيع, ثابت في الهواء ولا يتأكسد في الهواء بنفس السرعة التى يتأكسد بها بعض الفلزات الأرضية النادرة الأخرى. وأملاحه لها لون وردي كما يتميز العنصر بطيف إمتصاص واضح في الضوء النظور, فوق البنفسجي, بقرب تحت الأحمر. وفيما عدا ذلك فإنه يشبه العناصر الأرضية النادرة الأخرى. وأكسيده يسمى [[إربيا], وتتحدد خواص الإربيوم بدرجة الشوائب الموجودة. ولا يلعب الإربيوم أى دور حيوي ولكنه يعتقد أنه يساعد على عملية الأيض. وتستخدم بللورات الإربيوم في عمل أشعة اللايزر, والمضخمات البصرية. وخاصة الطول الموجي البالغ 1550 نانو متر المهم للإتصالات الضوئية نظرا لأن الألياف ضوئية لها فقد ضئيل عند هذا الطول الموجي.


التاريخ

الإربيوم تم إكتشافه بواسطة كارل جوستاف مونسادير في عام 1843. وقام موساندر بعزل "اليتريا" من معدن الجادولينايت لثلاث أجزاء تسمى يتريا, إربيا, تربيا. وقام بتسمية العنصر الجديد على إسم بلدة تسمى يتربى والتى يتواجد فيها كميات كبيرة من اليتريا التى تحتوى على الإربيوم. الإربيا والتيربيا, كانا يسببان بعض التشويش وقتها. زبعد عام 1860, تم إعادة تسمية التيربيا إلى إربيا وبعد عام 1877 ما كان يعرف بالإربيا تم إعادة تسميته إلى تيربيا. وتم عزل Er2</subO3 النقي في عام 1905 بواسطة جورج أوربان وكارليس جيمس. ولم يتم إنتاج الفلز حتى 1934 عندما قام العمال بتقليل الكلور المائي ببخار البوتاسيوم.

التواجد

رمل مونزانيت

مثل العناصر الأرضية النادرة الأخرى لا يتواجد العنصر حرا في الطبيعة ولكن يتواجد في تراب خام المونازيت. وقد كان فصل العناصر الأرضية مكلف وشاق للغاية في السابق, ولكن بإستخدام تقنية التبادل الأيوني التى تم تطويرها في أواخر القرن العشرين أصبح في الإمكان الحصول على جميع العناصر الأرضية النادرة ومركباتها الكيميائية. ويعتبر المصدر الإقتصادي للإربيوم هو الزينوتايم والإيوكسنايت. ويتواجد الإربيوم الفلزى كتراب ويعتبر سريع الإشتعال والإنفجار.

نظائر الإربيوم

يتكون الإربيوم الموجود كبيعيا من 6 نظائر مستقرة, Er-162, Er-164, Er-166, Er-167, Er-168, Er-170 ، Er-166ويعتبر Er-166 أكثرها تواجدا 33.6%. كما يوجد له 23 نظير مشع, اكثرها ثباتا Er-169 وله عمر نصف يبلغ 9.4 يوم, Er-172 وله عمر نصف 49.3 ساعة, Er-160 عمر نصف 28.58 ساعة, و Er-165 عمر نصف 10.36 ساعة, Er-171 عمر نصف ساعة. وباقى النظائر لها عمر نصف أقل من 3.5 ساعة, ومعظمها له عمر نصف أقل من 4 دقائق. كما أن العنصر له 6 حالات تحول, وأكثرها ثباتا Er-167m بعمر نصف 2.269 ثانية.

ويتراوح الوزن الجزيئي لنظائر الإربيوم بين 144.957 وحدة كتل ذرية (Er-145 إلى 173.944 وحدة كتل ذرية (Er-174). ونظام الإضمحلال الأساسي قبل أكثر النظائ تواجدا Er-166 هو أسر الإلكترون, والنظام الأساسي بعده إضمحلال بيتا. وناتج الإضمحلال الأساسي قبل Er-166 هو نظائر العنصر رقم 67 (الهولميوم), والنواتج الأساسية بعده نظائر العنصر 69 (الثوليوم)

الإحتياطات

مثل اللانثينيدات الاخرى, فإن مركبات خام الإربيوم لها سمية منخفضة, بالرغم من انه لم يتم التحقق من ذلك تفصيليا.

تطبيقات الإربيوم

تختلف الإستخدامات اليومية للإربيوم. فإنه يستخدم غالبا كمرشح للتصوير الفوتوغرافي ونظرا لطواعيته فغنه مفيد كإضافة للفلزات. الإستخدامات الأخرى:


الليزرات والبصريات

A large variety of medical applications (i.e. dermatology, dentistry) utilize erbium ion's 2940 nم emission (see Er:YAG laser), which is highly absorbed in water (absorption coefficient about 12000/cم). Such shallow tissue deposition of laser energy is necessary for laser surgery, and the efficient production of steam for laser enamel ablation in dentistry.[2]

Erbium-doped optical silica-glass fibers are the active element in erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs), which are widely used in optical communications.[3] The same fibers can be used to create fiber lasers. In order to work efficiently, erbium-doped fiber is usually co-doped with glass modifiers/homogenizers, often aluminum or phosphorus. These dopants help prevent clustering of Er ions and transfer the energy more efficiently between excitation light (also known as optical pump) and the signal. Co-doping of optical fiber with Er and Yb is used in high-power Er/Yb fiber lasers. Erbium can also be used in erbium-doped waveguide amplifiers.[4]

علم المعادن

When added to vanadium as an alloy, erbium lowers hardness and improves workability.[5] An erbium-nickel alloy Er3Ni has an unusually high specific heat capacity at liquid-helium temperatures and is used in cryocoolers; a mixture of 65% Er3Co and 35% Er0.9Yb0.1Ni by volume improves the specific heat capacity even more.[6][7]

التلوين

Erbium oxide has a pink color, and is sometimes used as a colorant for glass, cubic zirconia and porcelain. The glass is then often used in sunglasses and cheap jewelry.[5][8]

التطبيقات الأخرى

Erbium is used in nuclear technology in neutron-absorbing control rods [4][9] or as a burnable poison in nuclear fuel design.[10] Recently, erbium has been used in experiments related to lattice confinement fusion[11][12]

الدور الحيوي

Erbium does not have a biological role, but erbium salts can stimulate metabolism. Humans consume 1 milligram of erbium a year on average. The highest concentration of erbium in humans is in the bones, but there is also erbium in the human kidneys and liver.[4]


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

السمية

Erbium is slightly toxic if ingested, but erbium compounds are not toxic.[4] Metallic erbium in dust form presents a fire and explosion hazard.[13][14][15]

شاهد أيضا

المراجع

وصلات خارجية

المصادر

  1. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
  2. ^ Šulc, J.; Jelínková, H. (2013-01-01), Jelínková, Helena, ed. (in en), 5 - Solid-state lasers for medical applications, Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials, Woodhead Publishing, pp. 127–176, doi:10.1533/9780857097545.2.127, ISBN 978-0-85709-237-3, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780857092373500059, retrieved on 2022-04-28 
  3. ^ Becker, P. C.; Olsson, N. A.; Simpson, J. R. (1999). Erbium-doped fiber amplifiers fundamentals and technology. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-084590-3.
  4. ^ أ ب ت ث خطأ استشهاد: وسم <ref> غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة emsley
  5. ^ أ ب Hammond, C. R. (2000). The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics (81st ed.). CRC press. ISBN 978-0-8493-0481-1.
  6. ^ Kittel, Peter (ed.). Advances in Cryogenic Engineering. 39a.
  7. ^ Ackermann, Robert A. (1997). Cryogenic Regenerative Heat Exchangers. Springer. p. 58. ISBN 978-0-306-45449-3.
  8. ^ Stwertka, Albert. A Guide to the Elements, Oxford University Press, 1996, p. 162. ISBN 0-19-508083-1
  9. ^ Parish, Theodore A.; Khromov, Vyacheslav V.; Carron, Igor, eds. (1999). "Use of UraniumErbium and PlutoniumErbium Fuel in RBMK Reactors". Safety issues associated with Plutonium involvement in the nuclear fuel cycle. CBoston: Kluwer. pp. 121–125. ISBN 978-0-7923-5593-9.
  10. ^ Grossbeck, Renier, and Bigelow (September 2003). "DEVELOPMENT OF IMPROVED BURNABLE POISONS FOR COMMERCIAL NUCLEAR POWER REACTORS" (PDF). University of North Texas (UNT) digital library.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  11. ^ "NASA's New Shortcut to Fusion Power". 27 February 2022.
  12. ^ Steinetz, Bruce M.; Benyo, Theresa L.; Chait, Arnon; Hendricks, Robert C.; Forsley, Lawrence P.; Baramsai, Bayarbadrakh; Ugorowski, Philip B.; Becks, Michael D.; Pines, Vladimir; Pines, Marianna; Martin, Richard E.; Penney, Nicholas; Fralick, Gustave C.; Sandifer, Carl E. (2020). "Novel nuclear reactions observed in bremsstrahlung-irradiated deuterated metals". Physical Review C. 101 (4): 044610. Bibcode:2020PhRvC.101d4610S. doi:10.1103/PhysRevC.101.044610. S2CID 219083603.
  13. ^ Haley, T. J.; Koste, L.; Komesu, N.; Efros, M.; Upham, H. C. (1966). "Pharmacology and toxicology of dysprosium, holmium, and erbium chlorides". Toxicology and Applied Pharmacology. 8 (1): 37–43. doi:10.1016/0041-008x(66)90098-6. PMID 5921895.
  14. ^ Haley, T. J. (1965). "Pharmacology and toxicology of the rare earth elements". Journal of Pharmaceutical Sciences. 54 (5): 663–70. doi:10.1002/jps.2600540502. PMID 5321124.
  15. ^ Bruce, D. W.; Hietbrink, B. E.; Dubois, K. P. (1963). "The acute mammalian toxicity of rare earth nitrates and oxides". Toxicology and Applied Pharmacology. 5 (6): 750–9. doi:10.1016/0041-008X(63)90067-X. PMID 14082480.