稀土金属之一是铒,由于其结构成分而具有非常可塑性的特性。它与钒等其他元素相结合,进行配方改进,并在冶金、核能和电子技术行业的各种应用中使用。
什么是铒?
它是一种化学性质柔软的复合金属,呈闪亮的银色,其广泛使用的盐呈粉红色。铒存在于大多数含有稀土的矿物中,特别是磷铝石和磷钇矿,其含量为 2.2 ppm。它的特性根据其所含杂质的数量和种类而变化,此外,它的磁性可以通过温度的变化而改变。
铒符号
呃,铒这个词来自瑞典一个名叫伊特比的小镇的名字,在那里发现了这种金属的大量矿藏。
铒的特性
与其他镧系元素一样,铒在可见光范围、近红外和紫外区域表现出吸收带。此外,它还因其缓慢氧化而在同类元素中脱颖而出。此外,它还具有以下特点:
- 状况:柔软,有延展性。
- 颜色:闪亮的银色及其粉红色盐。
- 溶解度: 溶于水和无机酸。
- 毒性:中等。
- 反应性:在室温下保持稳定性。
- 结构: 结晶,六方晶系。
- 组成:有68个电子。
铒的化学和物理性质
- 原子序数:68
- 期间:6
- 块:f
- 族: 镧系元素
- 共价半径(Å): 1.57
- 密度: 9.05(克/毫升)
- 沸点: 2900℃
- 熔点: 1497℃
- 原子半径: 1.75A
- 离子半径: 0.96
- 电负性: 1.2
- 氧化态: 3
- 每层电子数: 2、8、18、30、8、2
- 电子排布: [Xe] 4f 12 5d 0 6s 2
- 第一电离势eV: 589.3 KJ/mol
- 导热系数: 15W/(m*K)
- 电导率: 1.16*10(6)A/(V*m)
- 原子质量(克/摩尔): 167.26
- 熔化热: 19.9 KJ/mol
- 氧化物:碱性。
铒的起源
在瑞典的 Ytterby 矿场,铒元素首次通过矿物铍铍石的化学分离过程被发现。这一发现是由化学家卡尔·古斯塔夫·莫桑德 (Carl Gustaf Mosander) 于 1843 年发现的。他分离了三种元素,并将其命名为 Itira、Terbia 和 Erbia。虽然一开始他对后两项有着很大的困惑,因为他很难确定两者具有不同的属性。
1934年,德国化学家Heinrich Bommer和Wilhelm Klemm首次成功获得纯铒。通过无水氯化铒还原成钾蒸气。
铒的用途是什么?
这种准金属具有很强的延展性和与其他元素形成合金的能力,这就是为什么它被用于各种工业和技术目的,例如:
- 准金属的稳定性使其成为反应堆控制棒中核反应的理想中子阻尼。
- 铒合金的高热容量用于液氦温度的低温制冷机。
- 掺金铒可生成磁性量热计,用于工程和物理领域的高分辨率粒子探测器传感器。
- 光学放大器和激光光纤中的硅和铒合金。
- 在医学上,它被用作激光来去除某些良性皮肤病变、骨骼和牙科治疗。
- 更高电阻的镱铒激光器用于切割焊缝。
- 它有助于促进钒的延展性。
铒:在颜色方面的用途和应用
当以氧化态存在时,它具有装饰性应用,+3 和 Er3 阳离子在水及其固体盐中产生粉红色溶液。因此,这种氧化铒用于给瓷器和各种水晶或玻璃着色。此外,这种色调还用作搪瓷和清漆的着色剂。它还用作电视、太阳镜、荧光灯和珠宝中的照相滤光片。
铒从哪里来?
这种类金属在自然界中并不是以纯净形式存在,而是富含其他稀土元素的矿物。更具体地说,它存在于镓铁矿、磷铝石、磷钇矿、氟碳铈矿和独居石中。目前,类金属的分离是通过离子交换过程实现的。提取铒的国家有中国、美国、印度和澳大利亚。
简而言之,铒是元素周期表中镧系元素中的一种氧化物。其物理和化学特性使这种类金属成为核反应堆制造、冶金工业的主要成分,并为许多搪瓷和玻璃器皿着色。