Erbiostruktur, egenskaper, erhållning, användning

han Erbio Det är ett metalliskt element som tillhör de sällsynta jordarna, särskilt till lanthaniderna, och vars kemiska symbol är er. Namnet härstammar från en svensk by som heter Ytterby och orsakar vanligtvis förvirring eftersom det ser mycket ut som andra element, som Terbio (TB) och Iterbio (YB), båda också lanthanider.

Erbio deltar med ett oxidationstillstånd på +3 i de allra flesta av dess föreningar, en ganska vanlig kemisk egenskap bland lanthaniderna. När dessa föreningar, såsom ERCL₃, De löses upp i vattenhaltiga lösningar, visar en rosa färg; liksom flera av dess fasta ämnen, används som tillsatser för färgglas, juveler eller keramik.

Metallisk erbioprov. Källa: Hi-reser Bilder av kemiska element/cc av (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/3.0)

Erbios popularitet är inte för anmärkningsvärd, även bland kemistudenter. De som arbetar i telekommunikation och med optiska fiberkablar kommer emellertid att veta hur viktigt det är att förstärka signalerna som reser bland alla kontinenter.

Trots att det är en av de sällsynta jordartsmetallerna har Erbio ett överflöd som är jämförbart med Tantalium och volfram. Förseningen för dess erhållning och produktion berodde på de komplicerade processerna för att skilja den från mineraler som Gadolinita, Xenotima och Euxenita.

[TOC]

Upptäckt

Erbio upptäcktes 1843 av den svenska kemisten Carl Gustaf Mosander, som studerade prover av Gadolinita -mineralet, samlat i Ytterby stenbrott, en villa belägen i Sverden.

Av gadolinita isolerade ititriumoxiden, och₂ANTINGEN₃, Och efter en serie nederbörd med ammoniumhydroxid och uppvärmning fick den två nya utfällningar: Erbia och Terbia -oxider.

1860, efter spektroskopiska studier, utbyttes emellertid identiteten för respektive oxider: Erbia motsvarade terbisk oxid, medan Terbia var Erbios oxid.

Kan tjäna dig: analytisk kemi

Erbios kemisk struktur

Erbio -atomer interagerar med varandra med valenselektroner i deras 4F- och 6S -orbitaler, och upprättar därför en stark metallbindning. Som ett resultat av denna länk, dess atomradio och läget för dess förpackning i kristallerna, antar Erbio en kompakt hexagonal struktur, HCP, av en tät karaktär.

Elektronisk konfiguration

Elektronisk erbio -konfiguration

Den förkortade elektroniska konfigurationen för Erbium är:

[Xe] 6s² 4f¹²

Den har 12 elektroner i sina 4F -orbitaler, vilket indikerar att en sådan elektronisk konfiguration inte motsvarar någon oregelbundenhet eller undantag från fyllningsordningen (AUFBAU -principen).

Erbioegenskaper

Fysiskt utseende

Silver, mjuk, formbar vit metall, som långsamt oxideras när den utsätts för luften. När det är skarpt frigör gnistor och grönaktiga blinkningar.

Atomnummer

68

Molmassa

167.26 g/mol

Smältpunkt

1529 ºC

Kokpunkt

2868 ºC

Densitet

Vid rumstemperatur: 9.066 g/cm³

Vid smältpunkten: 8.86 g/cm³

Oxidationstillstånd

Det predilect oxidationstillståndet för Erbio, såväl som för andra lantanider, är +3 (er³⁺). Det kan också ha 0 oxidationstillstånd (ER⁰), +1 (er⁺) och +2 (er²⁺), Att vara detta dock mindre vanligt.

Magnetisk ordning

Paramagnetisk vid rumstemperatur. Det lockas svagt av magneter.

Elektronnegativitet

1.24 på Pauling -skalan.

Joniseringsenergier

-Första: 589.3 kJ/mol

-Andra: 1150 kJ/mol

-Tredje: 2194 kJ/mol

Reaktivitet och föreningar

Erbio reagerar på att bilda föreningar som deltar med ett oxidationsnummer +3. Till exempel, när en Erbios metallstycke tappar sin ljusstyrka beror det på att ett lager av oxiden täcker ytan:

Det kan tjäna dig: Baquelita: Struktur, egenskaper, erhållning och applikationer

4 ER + 3 O₂ → 2 er₂ANTINGEN₃

Det reagerar också med kallt eller varmt vatten för att bilda dess hydroxid:

2 er + 6 h₂O → 2 er (OH)₃ + 3 h₂

Och direkt med alla halogener för att ge upphov till deras respektive haluros, vars allmänna formel är Erx₃ (ERF₃, Ercl₃, etc.). Dessa haluro, som många av föreningarna av erbio (iii), skiljer sig på eftersom deras fasta ämnen har rosa eller violetta färg, liksom deras vattenhaltiga lösningar, där vi har den komplexa ACUO [er (oh (oh (oh₂)₉]³⁺.

Intressant nog behåller Erbio -föreningar sina rosa färgämnen endast om de förblir exponerade utomhus och får UV -strålning från solen. Annars ställer de ut mattfärger.

Erhållande

99 ERBIO -prov.99%

Råmaterial

Erbio bildar i naturen en del av många mineraler av sällsynta jordar, inklusive monaciten, de lateritiska lerorna, bastnasiten, xenotima och euxenita.

Dessa två sista, tillsammans med lerorna i sydöstra Kina, är de viktigaste råvarorna för erbiumproduktion. Kina är det land som leder, och överlägset leveransen och marknaden för Lantaniderna.

Produktionsmetoder

Erjoner³⁺, av ER -oxid₂ANTINGEN₃, De måste separeras från resten av den mineralogiska matrisen, bestående av andra lantanider (EU³⁺, EDER³⁺, etc.). Genom att göra detta representerade en besvärlig och dyr process; Men med utvecklingen av jonutbyteskromatografitekniker var Erbio -produktion och andra metaller möjliga.

Upplösning av xenotimal eller malm som valts i ett surt medium (HCl eller H₂Sw₄) och separerar ER -jonerna³⁺ som er₂ANTINGEN₃ eller någon av dess salter, fortsätt till en minskning med kalium- eller kalciumångor, som reducerande medel, under en inert argonatmosfär. Det var först 1934 som det första betydligt rena provet av erbio inträffade.

Kan tjäna dig: Markovnikov -regel

Användning/applikationer

Smycken

Färgen på erbiumoxid används i syntetiska ädelstenar och glasobjekt för att färga dem med rosa.

Fotografi

Erbio -atomer absorberar infraröd strålning, så de används i fotografiska filter.

Lasers

Erbio är en del av bränderna i Ititrium och aluminium (YAG), med hjälp av för att reproducera lasrar med vilka huden föryngras och ärr, fläckar eller rynkor i dermatologiska behandlingar avvisas.

Optiska fibrer

Erbio -atomer används också som doping i optiska fibrer och fungerar som ljusförstärkare var 50 kilometer kabel i oceaniska jordar. Detta tillåter signalen att furera enorma avstånd, tack vare vilken det är möjligt, till exempel, reproducera YouTube -videor från olika delar av världen.

Fotonerna väcker Erbios atomer i glaset, förlorar energi och släpper fler fotoner, vilket orsakar intensiteten på ljuset som reser genom fibern för att dubbla.

Svetglasögon

Förmågan hos Erbios atomer att absorbera ljuset används i svetsglasögonen, som innehåller erbiumsalter som absorberar de bländande blinkningarna och därmed hindrar arbetaren från att skada hans ögon eller är blind medan han välkomnar.

Referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (fjärde upplagan). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Erbium. Hämtad från: i.Wikipedia.org
3. Mohammad Reza Ganjali et al. (2016). Lanthanides Series Deterion med olika analysmetoder. Vetenskaplig.
4. Redaktörerna för Enyclopaedia Britannica. (2020). Erbium. Återhämtat sig från: Britannica.com
5. Doktor. Doug Stewart. (2020). Erbiumelement fakta. Återhämtat sig från: Chemicool.com
6. Nationellt centrum för bioteknikinformation. (2020). Erbium. PubChem Element -sammanfattning för atomnummer 68. Återhämtat sig från: pubchem.Ncbi.Nlm.Nih.Gov