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第106章说明文(68)

在科学的海洋中,有许多神秘而富有魅力的元素,它们以各自独特的性质和应用,成为人类探索和利用的宝贵资源。今天,我要为大家介绍的是一种近年来备受瞩目的放射性元素——铒。

铒,化学符号为er,属于钐系稀土元素,它的名字来源于其所在的元素周期表族——铈族。铒虽然并非最常见的稀土元素,但它却拥有着许多独特的性质和广泛的应用。本文将从铒的发现、性质、制备方法、应用领域等多个方面,对这一神秘元素进行全面的介绍。

元素符号er,原子序数68,在化学元素周期表中位于第6周期、镧系(iiib族)11号,原子量167.26,元素名来源于钇土的发现地。铒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

外文名

erbium

元素符号

er

原子量

167.26

元素类型

金属元素

原子序数

68

发现人

莫桑德尔

发现简史

发现人:莫桑德尔(c.g.mosander)

发现年代:1843年

发现过程:1843年,由莫桑德尔(c.g.mosander)发现。他原来将铒的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。矿藏分布

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。

离子型稀土矿:中国江西、广东、福建、湖南、广西等。

磷钇矿:马来西亚、中国广西、广东

独居石:澳大利亚海岸海滨、印度海滨中国广东和台湾海滨。

铒的发现可以追溯到19世纪,当时科学家们正在探索元素周期表中的新成员。1843年,瑞典化学家凯里斯特伦伯格成功从钻石矿石中分离出了一种新元素,并将其命名为铒。从那时起,铒便开始进入人类的视野,并逐渐展现出其在科学技术领域的巨大潜力。

铒的化学性质十分活泼,它能够与多种非金属元素形成化合物,如氧、氮、氯等。此外,铒还具有显著的磁性,特别是其富铒化合物,如铒铁硼(erfeb)等,具有极高的磁能积和磁矩,因此被广泛应用于磁性存储器、磁头等领域。

除了化学性质外,铒还具有一项非常独特的物理性质——光学激发。铒离子在特定波长的光激发下,可以发生从基态到激发态的跃迁,并在返回基态时放出强烈的红色荧光。这一性质使得铒成为理想的荧光标记物,尤其是在激光技术领域。

在激光技术方面,铒最为著名的应用就是铒掺杂的玻璃激光器(er-dopedfiberlaser,简称edfl)。edfl利用铒的光学激发性质,通过光纤中的铒离子实现激光放大,具有高功率、宽带宽、低噪声等优点。近年来,edfl已经广泛应用于通信、制造、医疗等多个领域,成为激光技术领域的一颗璀璨明珠。

此外,铒还在其他领域展现出了其独特的应用价值。比如,在生物医学领域,铒化合物可以作为光动力疗法的光敏剂,用于治疗癌症等疾病;在光子芯片领域,铒掺杂的光纤可以实现高速、高质量的光信号调制和调制解调;在太阳能电池领域,铒化合物可以提高太阳能电池的光电转换效率等。

当然,作为一种放射性元素,铒也存在着一定的安全风险。因此,在铒的开采、加工、应用等各个环节,都需要严格遵守相关的安全规定和标准,确保人类和环境的安全。

总的来说,铒作为一种独特的稀土元素,拥有着丰富的化学性质和广泛的应用前景。随着科学技术的不断进步,相信铒在未来的发展中,将会有更多的惊喜和突破。同时,我们也要正视其带来的安全挑战,通过科学的管理和利用,实现铒资源的可持续发展,为人类社会的进步贡献力量。

理化性质

铒为银白色金属;熔点1529°c,沸点2863°c,密度9.006g/cm3;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。

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。第一电离能6.10电子伏特。与钬、镝的化学性质和物理性质几乎完全相同。

铒为银白色金属,质软,不溶于水,溶于酸。盐类和氧化物呈粉红至红色。铒的同位素有:162er、164er、166er、167er、168er、170er。

元素名称:铒

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@25c:314

热容:j/(mol·k):28.12

导电性:106/(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

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