Erbium


Erbium
Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Erbium, Er, 68
Serie Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block La, 6, f
Aussehen silbrig weiß
CAS-Nummer 7440-52-0
Massenanteil an der Erdhülle 2,3 ppm[1]
Atomar [2]
Atommasse 167,26 u
Atomradius (berechnet) 175 (226) pm
Kovalenter Radius 189 pm
Elektronenkonfiguration [Xe] 4f12 6s2
1. Ionisierungsenergie 589,3 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1150 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2194 kJ/mol
Physikalisch [2]
Aggregatzustand fest
Kristallstruktur hexagonal
Dichte 9,045 g/cm3(25 °C)[3]
Magnetismus paramagnetisch (χm = 0,033)[4]
Schmelzpunkt 1802 K (1529 °C)
Siedepunkt 3141 K (2868 °C)
Molares Volumen 18,46 · 10−6 m3/mol
Verdampfungswärme 285 kJ/mol
Schmelzwärme 19,9 kJ/mol
Elektrische Leitfähigkeit 1,16 · 106 A/(V · m)
Wärmeleitfähigkeit 15 W/(m · K)
Chemisch [2]
Oxidationszustände 3
Normalpotential −2,32 V
(Er3+ + 3 e → 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
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
  Spin γ in
rad·T−1·s−1
Er(1H) fL bei
B = 4,7 T
in MHz
167Er +7/2 7,715 · 106 2,88
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [5]
Leichtentzündlich
Leicht-
entzündlich
(F)
R- und S-Sätze R: 11
S: 43
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Erbium ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Er und der Ordnungszahl 68. Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Lanthanoide und zählt damit auch zu den Metallen der seltenen Erden. 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 Grube) 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 Marc Delafontaine und Berlin verdient. Reines Erbiumoxid stellten 1905 der französische Chemiker Georges Urbain und der amerikanische Chemiker Charles James her.

Vorkommen

Erbium ist ein 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

Erbium

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 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 Laserkristallen 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 extrem hohe Absorption im Gewebewasser von ca. 12000 pro cm.

Verbindungen

  • Erbium(III)-oxid Er2O3 pinkfarbenes Pulver
  • Erbium(III)-fluorid ErF3
  • Erbium(III)-sulfat Er2(SO4)3 · 8 H2O: rosafarbene Kristalle
  • Erbium(III)-nitrat Er(NO3)3 · 5 H2O

Einzelnachweise

  1. Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  2. Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Erbium) entnommen.
  3. N. N. Greenwood und A. Earnshaw: Chemie der Elemente, 1. Auflage, 1988, S. 1579, ISBN 3-527-26169-9.
  4. Weast, Robert C. (ed. in chief): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. Seiten E-129 bis E-145. ISBN 0-8493-0470-9. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
  5. Eintrag zu Erbium in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 28. April 2008 (JavaScript erforderlich).

Weblinks

Wiktionary Wiktionary: Erbium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
 Commons: Erbium – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

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  • erbium — 1843, coined in Modern Latin with metallic element name ium + erbia, name given by Swedish chemist Carl Gustaf Mosander (1797 1858), who discovered it, from second element in Ytterby, name of a town in Sweden where mineral containing it was found …   Etymology dictionary


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