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科普小知识 2024-04-20 12:19:17
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铒(音ěr),原子序数68,原子量167.26,元素名来源于钇土的发现地。1843年瑞典科学家莫桑德尔用分级沉淀法从钇土中发现铒的氧化物,1860年正式命名。铒在地壳中的含量为0.000247%,存在于许多稀土矿中。有六种天然同位素:铒162、164、166、167、168、170。

中文名:铒

英文名:erbium

化学式:Er

序号:68

CAS:号:7440-52-0

族:3

周期:6

元素分区:f

原子质量:167.259

密度:9.066g·cm−3

外观:银白色

熔点:1529℃

沸点:2868℃

1、元素简介

铒为银灰色金属,熔点1529°C,沸点2863°C,密度9.006克/厘米³;第一电离能6.10电子伏特。质软,不溶于水,溶于酸。与钬、镝的化学性质和物理性质几乎完全相同。铒在低温下是反铁磁性的,在接近绝对零度时为强铁磁性,并为超导体。铒在室温下缓慢被空气和水氧化,氧化铒为玫瑰红色。盐类和氧化物呈粉红至红色。铒的同位素有:162Er、164Er、166Er、167Er、168Er、170Er。铒可用作反应堆控制材料;铒也可作某些荧光材料的激活剂。


元素来源:存在于火成岩中,可由电解熔融氯化铒ErCl3而制得,与其他密度较大的稀土元素共存于磷钇矿和黑稀金矿中。

2、基本参数

元素名称:饵


元素符号:Er

英文名:Erbium

元素原子量:167.3

体积弹性模量:Gpa:44.4

原子化焓:kJ/mol@25℃:314

热容:J/(mol•K):28.12

导电性:10^6/(cm•Ω):0.0117

导热系数:W/(m•K):14.5

熔化热:(千焦/摩尔):19.90

汽化热:(千焦/摩尔):261.0

原子体积:(立方厘米/摩尔):18.4

氧化态:MainEr+3

元素在宇宙中的含量:(ppm):0.002

元素在太阳中的含量:(ppm):0.001

元素在海水中的含量:(ppm):大西洋表面0.00000059

地壳中含量:(ppm):3.8

晶体结构:晶胞为六方晶胞。

晶胞参数:

a=355.88pm

b=355.88pm

c=558.74pm

α=90°

β=90°

γ=120°

维氏硬度:589MPa

声音在其中的传播速率:(m/S)2830


铒块

常见化合价:+3

电负性:1.24

外围电子排布:4f126s2

核外电子排布:2,8,18,30,8,2

同位素及放射线:Er-162Er-164*Er-166Er-167Er-168Er-169Er-170Er-171Er-172

电子亲合和能:0KJ•mol-1

第一电离能:589KJ•mol-1

第二电离能:1151KJ•mol-1

第三电离能:0KJ•mol-1

单质密度:8.795g/cm3

单质熔点:1522.0℃

单质沸点:2510.0℃

原子半径:2.45埃

离子半径:1.00(+3)埃

共价半径:1.57埃

3、发现历程

发现人:莫桑德尔(C.G.Mosander)

发现年代:1843年


莫桑德尔

发现历程:1843年,由莫桑德尔(C.G.Mosander)发现。他原来将铒德氧化物命名为氧化铽,因此,早期德文献中,氧化铽和氧化铒是混同的。直到1860年以后,才得纠正。

在发现镧的同一时期里,莫桑德尔对最初发现的钇进行了分析研究,并于1842年发表报告,明确最初发现的钇土不是单一的元素氧化物,而是三种元素的氧化物。他把其中的一种仍称为钇土,其中一种命名为erbia(铒土)。元素符号定为Er。它的命名来源和钇一样,出自最初发现钇矿石的产地,瑞典斯德哥尔摩附近的小镇乙特比(Ytterby)。铒和另两个元素镧、铽的发现打开了发现稀土元素的第二道大门,是发现稀土元素的第二阶段。他们的发现是继铈和钇两个元素后又找到稀土元素中的三个。

4、用途

1、Er3+在1550nm处的光发射具有特殊意义,因为该波长正好位于光纤通讯的光学纤维的最低损失,铒离子(Er3+)受到波长980nm、1480nm的光激发后,从基态4I15/2跃迁至高能态4I13/2,当处于高能态的Er3+再跃迁回至基态时发射出1550nm波长的光,石英光纤可传送各种不同波长的光,但不同的光光衰率不同,1550nm频带的光在石英光纤中传输时光衰减率最低(0.15分贝/公里),几乎为下限极限衰减率。因此,光纤通信在1550nm处作信号光时,光损失最小。这样,如果把适当浓度的铒掺入合适的基质中,可依据激光原理作用,放大器能够补偿通讯系统中的损耗,因此在需要放大波长1550nm光信号的电讯网络中,掺铒光纤放大器是必不可少的光学器件,目前掺铒的二氧化硅纤维放大器已实现商业化。据报道,为避免无用的吸收,光纤中铒的掺杂量几十至几百ppm。光纤通信的迅猛发展,将开辟铒的应用新领域。

2、另外掺铒的激光晶体及其输出的1730nm激光和1550nm激光对人的眼睛安全,大气传输性能较好,对战场的硝烟穿透能力较强,保密性好,不易被敌人探测,照射军事目标的对比度较大,已制成军事上用的对人眼安全的便携式激光测距仪。


掺铒光纤放大器

3、Er3+加入到玻璃中可制成稀土玻璃激光材料,是目前输出脉冲能量最大,输出功率最高的固体激光材料。

4、Er3+还可做稀土上转换激光材料的激活离子。

5、它的氧化物Er2O3为玫瑰红色,用来制造陶器得釉彩。陶瓷业中使用氧化铒产生一种粉红色的釉质。另外铒也可应用于眼镜片玻璃、结晶玻璃的脱色和着色等。

6、铒在核工业中也有一些应用,还能作为其他金属的合金成分。例如钒中掺入铒能够增强其延展性。

5、化合物

氧化铒

氧化铒:erbiumoxide


氧化铒

分子式:Er2O3

性质:Er2O3是体心立方和单斜两种结构的粉状物,粉红色粉末,密度8.64,熔点2378℃,沸点3000℃。Er2O3磁矩也较大,为9.5M.B.。不溶于水,溶于酸,是一种稳定的化合物。其他性质及制备方法同于镧系元素。由硝酸铒或硫酸铒溶液与碱反应后,经分离、灼烧而得。

用途:主要用作钇铁柘榴石添加剂和核反应堆控制材料,也用于制造特种发光玻璃和吸收红外线的玻璃,还用作玻璃着色剂,制做粉红色玻璃。

毒铒

拌入毒药制成的食料,用以诱杀害虫,老鼠等.毒饵灭鼠常识,如果使用和管理方法正确,毒饵灭鼠不失为一种投入少、见效快的灭鼠方法,但应选择高效低毒的灭鼠药,并且要特别注意安全管理。灭鼠药分为急性灭鼠药和慢性灭鼠药两大类,一般应采用安全、高效的慢性灭鼠药,如杀鼠迷、敌鼠钠盐、溴敌隆等。近几年来大面积灭鼠,使用的毒饵也都是慢性灭鼠药,此类药作用慢、症状较轻,不会引起鼠类拒食,万一人畜误中毒又有特效解毒药,是高效安全的灭鼠剂。


毒铒

灭鼠药的诱饵可选择小麦、稻谷、碎玉米等原粮,不宜用熟食,更不能用饼干、方便面等,以免被人误食。毒饵必须选用一般食品不用的深蓝或黑色作为警告色。鼠药浓度是:杀鼠醚0.0375%,敌鼠钠盐0.025%,溴敌隆0.005%。黏着剂用量是3%至4%。为提高毒饵对老鼠的吸引力,可在其中加入5%左右的糖或0.5%的食盐,亦可加0.1%的味精或2%的白酒。

毒饵应投放在老鼠经常出没的地方(俗称“鼠道”),一般可投放在距离墙根10厘米至15厘米处,每堆二三十克,次日检查,吃多少补多少,吃光加倍,连续检查,投放期至少应在2周以上。鼠患较严重的单位可以利用空心砖、专用毒饵箱在墙根边长期投放一些毒鼠饵,做到长年灭鼠。在大范围灭鼠活动中,如预先断绝鼠粮然后用同一药物同一时间投放毒饵,灭鼠效果会更好。

急性灭鼠药,如“三步倒”、“毒鼠强”、“鼠立死”等属国家禁用的剧毒药,有的市民为图方便,向街头巷尾的无证小贩购买此类杀鼠药来使用,是错误和危险的。这类药含有国家明令禁止的氟乙酰胺等成分,人畜误服后可迅速中毒致死,而且易造成二次中毒甚至三次中毒,又没有特效解毒剂,危害极大。另外,根据鼠类的生活习性,急性灭鼠药的长期灭鼠效果远不如慢性灭鼠药,对灭鼠是不利的。

硝酸铒

ErbiumNitrate


硝酸铒

化学式:Er(NO3)3•6H2O

相对分子质量:443.30

熔点:130℃(失去4个分子结晶水)

形状:粉红色粒状结晶,溶于水和醇,遇热脱水,在潮湿空气中易潮解。

用途:用于是间化合物、玻璃、化学试剂等行业。

包装:采用双层复合塑料袋真空包装,每袋净重为1、2、5kg,置于纸桶(铁桶、塑料桶)中,每桶净重40kg或50kg。

火灾危险:与有机物,还原剂及易燃物硫、磷等混和后,摩擦、撞击,有引起燃烧爆炸的危险。

处置方法:雾状水、砂土。

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