เออร์เบียมธาตุดินหายากมหัศจรรย์

เออร์เบียมเลขอะตอม 68 ตั้งอยู่ในรอบที่ 6 ของตารางธาตุเคมี แลนทาไนด์ (กลุ่ม IIIB) เลข 11 น้ำหนักอะตอม 167.26 และชื่อธาตุมาจากสถานที่ค้นพบของโลกอิตเทรียม

เออร์เบียมมีเนื้อหาอยู่ในเปลือกโลก 0.000247% และพบได้ในหลายชนิดแผ่นดินที่หายากแร่ธาตุ มันมีอยู่ในหินอัคนีและสามารถหาได้จากอิเล็กโทรไลซิสและการหลอมละลายของ ErCl3 มันอยู่ร่วมกับธาตุหายากที่มีความหนาแน่นสูงอื่นๆ ในอิตเทรียมฟอสเฟตและสีดำแผ่นดินที่หายากเงินฝากทองคำ

อิออนแผ่นดินที่หายากแร่ธาตุ: เจียงซี กวางตุ้ง ฝูเจี้ยน หูหนาน กวางสี ฯลฯ ในประเทศจีน แร่ฟอสฟอรัสอิตเทรียม: มาเลเซีย กวางสี กวางตุ้ง จีน Monazite: พื้นที่ชายฝั่งทะเลของออสเตรเลีย พื้นที่ชายฝั่งของอินเดีย กวางตุ้ง จีน และพื้นที่ชายฝั่งของไต้หวัน

การค้นพบประวัติศาสตร์

ค้นพบในปี พ.ศ. 2386

กระบวนการค้นพบ: ค้นพบโดย CG Mosander ในปี 1843 เดิมทีเขาตั้งชื่อออกไซด์ของเออร์เบียม เทอร์เบียมออกไซด์ ดังนั้นในวรรณคดียุคแรก ๆเทอร์เบียมออกไซด์และเออร์เบียมออกไซด์ถูกผสม จนกระทั่งหลังปี ค.ศ. 1860 จึงจำเป็นต้องมีการแก้ไข

ในช่วงเวลาเดียวกับการค้นพบของแลนทานัมมอสแซนเดอร์วิเคราะห์และศึกษาอิตเทรียมที่ค้นพบครั้งแรก และตีพิมพ์รายงานในปี พ.ศ. 2385 โดยชี้แจงว่าดินอิตเทรียมที่ค้นพบครั้งแรกไม่ใช่ออกไซด์ของธาตุเดียว แต่เป็นออกไซด์ของธาตุสามชนิด เขายังคงตั้งชื่อหนึ่งในนั้นว่าอิตเทรียมเอิร์ธ และหนึ่งในนั้นคือเออร์เบีย (เออร์เบียมโลก). สัญลักษณ์ธาตุถูกกำหนดให้เป็น Er การค้นพบเออร์เบียมและธาตุอีกสองชนิดแลนทานัมและเทอร์เบียมเปิดประตูบานที่สองสู่การค้นพบของแผ่นดินที่หายากองค์ประกอบต่างๆ ถือเป็นขั้นตอนที่สองของการค้นพบ การค้นพบของพวกเขาคือการค้นพบสามคนแผ่นดินที่หายากองค์ประกอบที่อยู่หลังองค์ประกอบทั้งสองซีเรียมและอิตเทรียม.

การกำหนดค่าอิเล็กตรอน

รูปแบบอิเล็กทรอนิกส์:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12

พลังงานไอออไนเซชันแรกคือ 6.10 อิเล็กตรอนโวลต์ คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพเกือบจะเหมือนกับคุณสมบัติของโฮลเมียมและดิสโพรเซียม

ไอโซโทปของเออร์เบียม ได้แก่ 162Er, 164Er, 166Er, 167Er, 168Er, 170Er

โลหะ

เออร์เบียมเป็นโลหะสีขาวเงิน เนื้อนุ่ม ไม่ละลายน้ำ ละลายได้ในกรด เกลือและออกไซด์มีสีชมพูถึงแดง จุดหลอมเหลว 1529 ° C จุดเดือด 2863 ° C ความหนาแน่น 9.006 g/cm ³。

เออร์เบียมเป็นสารต้านเฟอร์โรแมกเนติกที่อุณหภูมิต่ำ มีเฟอร์โรแมกเนติกสูงใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์ และเป็นตัวนำยิ่งยวด

เออร์เบียมจะถูกออกซิไดซ์อย่างช้าๆ ด้วยอากาศและน้ำที่อุณหภูมิห้อง ทำให้เกิดเป็นสีแดงกุหลาบ

แอปพลิเคชัน:

ออกไซด์ของมันEr2O3เป็นสีแดงกุหลาบที่ใช้ทำเครื่องปั้นดินเผาเคลือบเออร์เบียมออกไซด์ใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิกเพื่อผลิตเคลือบสีชมพู

เออร์เบียมยังมีการใช้งานบางอย่างในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์และสามารถใช้เป็นส่วนประกอบโลหะผสมสำหรับโลหะอื่น ๆ ได้ ตัวอย่างเช่น การใช้สารต้องห้ามเออร์เบียมเข้าไปในวานาเดียมสามารถเพิ่มความเหนียวได้

ปัจจุบันมีการใช้งานที่โดดเด่นที่สุดของเออร์เบียมอยู่ในขั้นตอนการผลิตของเออร์เบียมเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์เจือ (EDFA) เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์เจือเหยื่อ (EDFA) ได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดยมหาวิทยาลัยเซาแธมป์ตันในปี 1985 เป็นหนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการสื่อสารใยแก้วนำแสง และยังอาจกล่าวได้ว่าเป็น "ปั๊มน้ำมัน" ของทางด่วนข้อมูลทางไกลในปัจจุบันเออร์เบียมไฟเบอร์ที่เจือปนเป็นแกนหลักของแอมพลิฟายเออร์โดยการเติมไอออนเออร์เบียมธาตุหายาก (Er3+) จำนวนเล็กน้อยลงในเส้นใยควอทซ์ การเติมเออร์เบียมหลายสิบถึงหลายร้อย ppm ในเส้นใยนำแสงสามารถชดเชยการสูญเสียทางแสงในระบบสื่อสารได้เออร์เบียมเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์แบบเจือเปรียบเสมือน "สถานีสูบน้ำ" ของแสง ช่วยให้สามารถส่งสัญญาณแสงโดยไม่มีการลดทอนจากสถานีหนึ่งไปอีกสถานีหนึ่ง จึงเปิดช่องทางเทคโนโลยีได้อย่างราบรื่นสำหรับการสื่อสารทางไกลที่ทันสมัย ​​ความจุสูง และใยแก้วนำแสงความเร็วสูง .

อีกหนึ่งแอพพลิเคชั่นฮอตสปอตของเออร์เบียมคือเลเซอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฐานะวัสดุเลเซอร์ทางการแพทย์เออร์เบียมเลเซอร์เป็นเลเซอร์พัลส์โซลิดสเตตที่มีความยาวคลื่น 2940 นาโนเมตร ซึ่งสามารถดูดซับอย่างรุนแรงโดยโมเลกุลของน้ำในเนื้อเยื่อของมนุษย์ ทำให้ได้ผลลัพธ์ที่สำคัญโดยใช้พลังงานน้อยลง สามารถตัด บด และตัดเนื้อเยื่ออ่อนได้อย่างแม่นยำ Erbium YAG laser ยังใช้สำหรับการสกัดต้อกระจกด้วยเออร์เบียมอุปกรณ์การรักษาด้วยเลเซอร์กำลังเปิดกว้างมากขึ้นสำหรับการผ่าตัดด้วยเลเซอร์

เออร์เบียมยังสามารถใช้เป็นไอออนกระตุ้นสำหรับวัสดุเลเซอร์การแปลงสภาพของธาตุหายากเออร์เบียมวัสดุการแปลงสภาพด้วยเลเซอร์สามารถแบ่งได้เป็นสองประเภท: ผลึกเดี่ยว (ฟลูออไรด์ เกลือที่มีออกซิเจน) และแก้ว (ไฟเบอร์) เช่น ผลึกอิตเทรียมอะลูมิเนตที่เจือด้วยเออร์เบียม (YAP: Er3+) และฟลูออไรด์ ZBLAN ที่เจือด้วย Er3+ (ZrF4-BaF2- ใยแก้ว LaF3-AlF3-NaF) ซึ่งปัจจุบันได้นำไปใช้จริงแล้ว BaYF5: Yb3+, Er3+ สามารถแปลงแสงอินฟราเรดเป็นแสงที่มองเห็นได้ และวัสดุเรืองแสงแบบแปลงสภาพหลายโฟตอนนี้ประสบความสำเร็จในการนำไปใช้ในอุปกรณ์มองเห็นตอนกลางคืน