Эрбий — один из 17 редкоземельных элементов . Это означает, что он также принадлежит к ряду лантаноидов. Его атомный номер — 68, а символ — Er. Когда кому-то говорят, что эрбий — это редкоземельный металл, можно ожидать, что его будет сложно найти. Однако эрбий занимает 45-е место в списке самых распространенных элементов на Земле.
Этот элемент наиболее распространен в городе Иттербю, расположенном в Швеции. Эрбий получил свое название от этого небольшого городка. Шведский хирург, известный как Карл-Густав Мосандер, открыл эрбий в 1843 году. Он открыл эрбий как соединение, известное как эрбия. Лишь в 1934 году два немецких рабочих, Вильгельм Клемм и Генрих Боммер, выделили эрбий в чистом виде.
Эрбий имеет шесть стабильных изотопов. Наиболее распространенным из этих изотопов является 166 Er, а наименее распространенным — 162 Er. 166 Er составляет 33,5% встречающегося в природе эрбия, а 162 Er — 0,14%. Остальные 66,36% делятся между четырьмя другими изотопами ( 164 Er, 167 Er, 168 Er и 170 Er). Помимо шести встречающихся в природе изотопов, он содержит 29 радиоизотопов.
Характеристики
Эрбий – редкоземельный элемент. Поэтому он имеет свойства, аналогичные другим редкоземельным элементам. Однако он также обладает некоторыми свойствами, которые отличают его от других редкоземельных элементов.
Эрбий имеет гексагональную и плотноупакованную решетку, относительно мягок и содержит около 29 радиоизотопов. Его стандартный атомный вес составляет 167,259.
Большинство свойств эрбия обусловлены его атомным номером и периодичностью. В таблице Менделеева он принадлежит к периоду 6, f-блоку. Он твердый при комнатной температуре. Его температура плавления составляет 1802 К, а температура кипения — 3141 К.
Плотность эрбия зависит от его состояния. В твердом состоянии его плотность составляет 9,07 г/см3, а в жидком – 8,86 г/см3.
Эрбий вступает в ряд химических реакций. Он медленно тускнеет во влажной атмосфере и обладает высокой реакционной способностью со всеми галогенами, образуя соединения цвета от розового до фиолетового. Он растворим в разбавленной серной кислоте и при сгорании образует оксид эрбия (iii). При реакции с холодной или горячей водой образуется гидроксид эрбия. Его реакция с последним происходит быстро, а с последним — медленно.
Кроме того, эрбий обладает очень высокой магнитной силой. Он ферромагнитен при температуре ниже 19 К, антиферромагнитен при температуре от 19 до 79 К и парамагнитен при температуре около 80 К. Он имеет серебристый вид, но его соли имеют розоватый цвет, что делает их привлекательными.
Приложение
Как и другие редкоземельные металлы, эрбий обычно используется в виде сплава или соединения. В изолированном виде он используется редко. Каковы некоторые виды использования эрбия в современном мире и какие из его свойств отвечают за его использование?
Стоматология
Эрбий производит лазерную энергию, которую можно использовать в стоматологической процедуре, называемой лазерной абляцией эмали. Это удаление эмали зуба с помощью энергии лазера.
Операция
Эрбий жизненно важен для лазерных операций, поскольку он производит лазерную энергию, которую можно использовать для разрезания тканей, как это происходит при лазерных операциях. Лазер заменяет скальпель. Лазерные операции можно использовать для удаления шрамов и родинок. Лазерные операции также можно использовать для лечения дефектов глаз.
Рак
Эрбий можно использовать для абляции опухолей. Абляция опухоли — это процедура лечения рака с использованием лазерной энергии.
Тонкопленочное покрытие
Мишени для распыления эрбия и материалы для испарения эрбия используются в процессах осаждения, включая осаждение полупроводников, химическое осаждение из паровой фазы (CVD) и физическое осаждение из паровой фазы (PVD).
Катализатор
В качестве катализатора можно использовать хлорид эрбия. Он катализирует реакции с образованием алканолов и фенолов.
Очистка воды
Бромид эрбия является водорастворимым соединением. Его можно использовать для очистки воды.
Оптическая связь
Соединения эрбия используются для оптической связи. Оптическая связь предполагает использование света для передачи информации на большие расстояния. Оптические волокна, лазеры и маршрутизаторы часто используются для оптической связи и могут быть изготовлены из соединений эрбия.
Сплав
Эрбий комбинируют с различными металлами для улучшения их качества. Например, его смешивают с ванадием, чтобы сделать ванадий более ковким. Его также добавляют в никель для повышения его удельной теплоемкости.
Краситель
Соли эрбия имеют розовый цвет. Эти соли можно использовать для придания цвета стеклу, фарфору и другим материалам. Когда эти материалы окрашены, это улучшает их эстетику и позволяет использовать их для изготовления украшений, окон, столовых сервизов и зеркал.
Управляющие стержни
Соединения эрбия используются при изготовлении стержней управления, которые применяются в ядерных реакторах.
Меры предосторожности
Имея дело с эрбием, следует отметить следующее:
- При пероральном приеме чистый эрбий может быть токсичным.
- Элемент очень горюч, а частицы его пыли могут спровоцировать возникновение пожара.
Заключение
Эрбий — относительно распространенный редкоземельный металл. Это важнейший элемент современных технологий. Многие отрасли промышленности по всему миру ежедневно используют эрбий во многих важных процессах и продуктах из-за его универсальности.