عنصر جادویی کمیاب زمین، اربیوم

اربیمبا عدد اتمی ۶۸، در چرخه ششم جدول تناوبی شیمیایی، لانتانید (گروه IIIB) با شماره ۱۱، وزن اتمی ۱۶۷.۲۶ قرار دارد و نام عنصر از محل کشف خاک ایتریم گرفته شده است.

اربیمدارای محتوای 0.000247٪ در پوسته است و در بسیاری از موارد یافت می‌شود.خاک کمیابکانی‌ها. این عنصر در سنگ‌های آذرین وجود دارد و می‌توان آن را با الکترولیز و ذوب ErCl3 به دست آورد. این عنصر با سایر عناصر خاکی کمیاب با چگالی بالا در فسفات ایتریم و سنگ سیاه همزیستی دارد.خاک کمیابذخایر طلا.

یونیخاک کمیابمواد معدنی: جیانگشی، گوانگدونگ، فوجیان، هونان، گوانگشی و غیره در چین. سنگ معدن فسفر ایتریم: مالزی، گوانگشی، گوانگدونگ، چین. مونازیت: مناطق ساحلی استرالیا، مناطق ساحلی هند، گوانگدونگ، چین و مناطق ساحلی تایوان.

کشف تاریخ

کشف شده در سال ۱۸۴۳

فرآیند کشف: توسط سی. جی. موساندر در سال ۱۸۴۳ کشف شد. او در ابتدا اکسید اربیم را اکسید تربیم نامید، بنابراین در ادبیات اولیه،اکسید تربیمواکسید اربیممختلط بودند. تا بعد از سال ۱۸۶۰ اصلاح لازم نشد.

در همان دوره کشفلانتانیمموساندر ایتریم کشف‌شده اولیه را تجزیه و تحلیل و مطالعه کرد و در سال ۱۸۴۲ گزارشی منتشر کرد که در آن توضیح داده شده بود که خاک ایتریم کشف‌شده اولیه، یک اکسید عنصری واحد نیست، بلکه اکسیدی از سه عنصر است. او همچنان یکی از آنها را خاک ایتریم و دیگری را اربیا (Erbia) نامگذاری کرد.اربیمخاک). نماد عنصر به عنوان Er تعیین شده است. کشف اربیم و دو عنصر دیگر،لانتانیموتربیم، دومین در را به روی کشف گشودخاک کمیابعناصر، که مرحله دوم کشف آنها را نشان می‌دهد. کشف آنها کشف سه عنصر بود.خاک کمیابعناصر بعد از دو عنصرسریموایتریم.

پیکربندی الکترونی

طرح الکترونیکی:

۱s۲ ۲s۲ ۲p۶ ۳s۲ ۳p۶ ۴s۲ ۳d۱۰ ۴p۶ ۵s۲ ۴d۱۰ ۵p۶ ۶s۲ ۴f۱۲

انرژی اولین یونیزاسیون ۶.۱۰ الکترون ولت است. خواص شیمیایی و فیزیکی آن تقریباً مشابه خواص هولمیم و دیسپروزیم است.

ایزوتوپ‌های اربیم عبارتند از: 162Er، 164Er، 166Er، 167Er، 168Er، 170Er.

فلز

اربیمفلزی به رنگ سفید نقره‌ای، بافتی نرم، نامحلول در آب و محلول در اسیدها است. نمک‌ها و اکسیدهای آن به رنگ صورتی تا قرمز هستند. نقطه ذوب ۱۵۲۹ درجه سانتیگراد، نقطه جوش ۲۸۶۳ درجه سانتیگراد، چگالی ۹.۰۰۶ گرم بر سانتی‌متر مکعب.

اربیمدر دماهای پایین آنتی‌فرومغناطیس، در نزدیکی صفر مطلق به شدت فرومغناطیس و یک ابررسانا است.

اربیمدر دمای اتاق به آرامی توسط هوا و آب اکسید می‌شود و در نتیجه رنگ قرمز رز ایجاد می‌کند.

کاربرد:

اکسید آنEr2O3رنگی قرمز مایل به صورتی است که برای ساخت سفال لعاب‌دار استفاده می‌شود.اکسید اربیمدر صنعت سرامیک برای تولید مینای صورتی استفاده می‌شود.

اربیمهمچنین کاربردهایی در صنعت هسته‌ای دارد و می‌تواند به عنوان یک جزء آلیاژی برای سایر فلزات مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال، دوپینگاربیمتبدیل به وانادیوم می‌تواند شکل‌پذیری آن را افزایش دهد.

در حال حاضر، برجسته‌ترین کاربرداربیمدر حال تولید استاربیمتقویت‌کننده‌های فیبر آلاییده (EDFA). تقویت‌کننده فیبر آلاییده با طعمه (EDFA) اولین بار توسط دانشگاه ساوت‌همپتون در سال ۱۹۸۵ توسعه داده شد. این یکی از بزرگترین اختراعات در ارتباطات فیبر نوری است و حتی می‌توان گفت که "پمپ بنزین" بزرگراه اطلاعاتی راه دور امروزی است.اربیمفیبر دوپ شده، هسته یک تقویت‌کننده است که با دوپ کردن مقدار کمی از یون‌های اربیم عنصر خاکی کمیاب (Er3+) در یک فیبر کوارتز ساخته می‌شود. دوپ کردن ده‌ها تا صدها ppm اربیم در فیبرهای نوری می‌تواند تلفات نوری در سیستم‌های ارتباطی را جبران کند.اربیمتقویت‌کننده‌های فیبری آلاییده مانند یک "ایستگاه پمپاژ" نور هستند که امکان انتقال سیگنال‌های نوری را بدون تضعیف از ایستگاهی به ایستگاه دیگر فراهم می‌کنند و بدین ترتیب به راحتی کانال فناوری را برای ارتباطات فیبر نوری مدرن با مسافت طولانی، ظرفیت بالا و سرعت بالا باز می‌کنند.

یکی دیگر از نقاط داغ کاربرداربیملیزر است، به خصوص به عنوان یک ماده لیزر پزشکی.اربیملیزر اربیوم YAG یک لیزر پالسی حالت جامد با طول موج ۲۹۴۰ نانومتر است که می‌تواند به شدت توسط مولکول‌های آب در بافت‌های انسان جذب شود و با انرژی کمتر به نتایج قابل توجهی دست یابد. این لیزر می‌تواند بافت‌های نرم را با دقت برش، ساییدن و خارج کند. لیزر اربیوم YAG همچنین برای استخراج آب مروارید استفاده می‌شود.اربیمتجهیزات لیزر درمانی به طور فزاینده‌ای زمینه‌های کاربردی گسترده‌ای را برای جراحی لیزر فراهم می‌کنند.

اربیمهمچنین می‌تواند به عنوان یون فعال‌کننده برای مواد لیزر تبدیل به بالای عناصر خاکی کمیاب استفاده شود.اربیممواد تبدیل لیزری به بالا را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: تک کریستال (فلوراید، نمک حاوی اکسیژن) و شیشه (فیبر)، مانند کریستال‌های ایتریم آلومینات آلاییده با اربیوم (YAP: Er3+) و الیاف شیشه‌ای ZBLAN فلوراید آلاییده با Er3 (ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF) که اکنون کاربردی شده‌اند. BaYF5: Yb3+، Er3+ می‌توانند نور مادون قرمز را به نور مرئی تبدیل کنند و این ماده لومینسانس تبدیل چند فوتونی به بالا با موفقیت در دستگاه‌های دید در شب استفاده شده است.