عنصر زمین کمیاب جادویی اربیوم

اربیوم، عدد اتمی 68، در ششمین چرخه جدول تناوبی شیمیایی، لانتانید (گروه IIIB) شماره 11، وزن اتمی 167.26 قرار دارد و نام عنصر از محل کشف زمین ایتریم گرفته شده است.

اربیومدارای محتوای 0.000247٪ در پوسته است و در بسیاری از آنها یافت می شودزمین کمیابمواد معدنیدر سنگ های آذرین وجود دارد و می توان آن را با الکترولیز و ذوب ErCl3 به دست آورد.این عنصر با سایر عناصر خاکی کمیاب با چگالی بالا در ایتریم فسفات و سیاه وجود داردزمین کمیابذخایر طلا

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

کشف تاریخ

در سال 1843 کشف شد

فرآیند کشف: توسط سی جی موساندر در سال 1843 کشف شد. او ابتدا اکسید اربیوم را اکسید تربیوم نامید، بنابراین در ادبیات اولیه،اکسید تربیومواکسید اربیوممخلوط شدند.پس از سال 1860 بود که اصلاح لازم بود.

در همان دوره ای که کشف شدلانتانیمموساندر ایتریوم کشف شده اولیه را تجزیه و تحلیل و مطالعه کرد و گزارشی را در سال 1842 منتشر کرد که در آن روشن شد که زمین ایتریومی که در ابتدا کشف شد یک اکسید عنصری منفرد نبود، بلکه اکسیدی از سه عنصر بود.او هنوز یکی از آنها را ایتریوم ارت و یکی از آنها را اربیا نامید.اربیومزمین).نماد عنصر به عنوان Er تعیین می شود.کشف اربیوم و دو عنصر دیگر،لانتانیموتربیوم، درب دوم را به روی کشف باز کردزمین کمیابعناصر، مرحله دوم کشف آنها را نشان می دهد.کشف آنها کشف سه نفر بودزمین کمیابعناصر بعد از دو عنصرسریموایتریم.

ساختار الکترونی

چیدمان الکترونیکی:

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

اولین انرژی یونیزاسیون 6.10 الکترون ولت است.خواص شیمیایی و فیزیکی تقریباً مشابه هلمیم و دیسپروزیم است.

ایزوتوپ های اربیوم عبارتند از: 162Er، 164Er، 166Er، 167Er، 168Er، 170Er.

فلز

اربیومفلزی به رنگ سفید نقره ای، نرم از نظر بافت، نامحلول در آب و محلول در اسیدها است.نمک ها و اکسیدها به رنگ صورتی تا قرمز هستند.نقطه ذوب 1529 درجه سانتیگراد، نقطه جوش 2863 درجه سانتیگراد، چگالی 9.006 گرم بر سانتیمتر ³.

اربیومدر دماهای پایین ضد فرومغناطیسی است، نزدیک به صفر مطلق به شدت فرومغناطیسی است و یک ابررسانا است.

اربیومبه آرامی توسط هوا و آب در دمای اتاق اکسید می شود و در نتیجه به رنگ قرمز گل رز در می آید.

کاربرد:

اکسید آنEr2O3رنگ رز قرمزی است که برای ساخت سفال های لعاب دار استفاده می شود.اکسید اربیومدر صنعت سرامیک برای تولید لعاب صورتی استفاده می شود.

اربیومهمچنین کاربردهایی در صنعت هسته ای دارد و می تواند به عنوان یک جزء آلیاژی برای فلزات دیگر استفاده شود.مثلا دوپینگاربیوموانادیوم می تواند شکل پذیری آن را افزایش دهد.

در حال حاضر، برجسته ترین استفاده ازاربیومدر حال ساخت استاربیومتقویت کننده های فیبر دوپینگ (EDFAs).تقویت کننده فیبر دوپینگ طعمه (EDFA) برای اولین بار توسط دانشگاه ساوتهمپتون در سال 1985 ساخته شد. این یکی از بزرگترین اختراعات در ارتباطات فیبر نوری است و حتی می توان گفت که "پمپ بنزین" بزرگراه اطلاعاتی دوردست امروزی است.اربیومفیبر دوپ شده هسته تقویت کننده با دوپ کردن مقدار کمی از یون های اربیوم عنصر خاکی کمیاب (Er3+) به فیبر کوارتز است.دوپینگ ده ها تا صدها پی پی ام اربیوم در فیبرهای نوری می تواند تلفات نوری در سیستم های ارتباطی را جبران کند.اربیومتقویت‌کننده‌های فیبر دوپینگ مانند یک «ایستگاه پمپاژ» نور هستند که به سیگنال‌های نوری اجازه می‌دهند بدون تضعیف از ایستگاهی به ایستگاه دیگر منتقل شوند، بنابراین به آرامی کانال فناوری را برای ارتباطات فیبر نوری مدرن، با ظرفیت بالا و با سرعت بالا باز می‌کنند. .

یکی دیگر از نقاط مهم برنامه ازاربیوملیزر است، به ویژه به عنوان یک ماده لیزر پزشکی.اربیوملیزر یک لیزر پالسی حالت جامد با طول موج 2940 نانومتر است که می تواند به شدت توسط مولکول های آب در بافت های انسانی جذب شود و با انرژی کمتر به نتایج قابل توجهی دست یابد.این می تواند بافت های نرم را با دقت برش داده، آسیاب و جدا کند.لیزر اربیوم یاگ برای استخراج آب مروارید نیز استفاده می شود.اربیومتجهیزات لیزر درمانی در حال باز کردن زمینه های کاربردی گسترده تر برای جراحی لیزر است.

اربیومهمچنین می تواند به عنوان یک یون فعال کننده برای مواد لیزری تبدیل خاکی کمیاب استفاده شود.اربیوممواد تبدیل مجدد لیزر را می توان به دو دسته تقسیم کرد: تک کریستال (فلوراید، نمک حاوی اکسیژن) و شیشه (الیاف)، مانند کریستال های آلومینات ایتریم آلومینات با اربیوم (YAP: Er3+) و فلوراید ZBLAN دوپ شده Er3 (ZrF4-BaF2-). الیاف شیشه LaF3-AlF3-NaF) که اکنون عملی شده اند.BaYF5: Yb3+، Er3+ می‌توانند نور مادون قرمز را به نور مرئی تبدیل کنند و این ماده نورتابی تبدیل چند فوتونی با موفقیت در دستگاه‌های دید در شب استفاده شده است.