יסוד אדמה נדיר קסום, ארביום

ארביום, מספר אטומי 68, ממוקם במחזור השישי של הטבלה המחזורית הכימית, לנתניד (קבוצה IIIB) מספר 11, משקל אטומי 167.26, ושם היסוד מגיע מאתר גילוי כדור הארץ איטריום.

ארביוםמכיל 0.000247% בקרום והוא נמצא בהרבהאדמה נדירהמינרלים. הוא קיים בסלעי מגמה וניתן להשיגו על ידי אלקטרוליזה והתכה של ErCl3. הוא קיים יחד עם יסודות אדמה נדירים אחרים בעלי צפיפות גבוהה באיטריום פוספט ובשחור.אדמה נדירהפיקדונות זהב.

יוניאדמה נדירהמינרלים: ג'יאנגשי, גואנגדונג, פוג'יאן, חונאן, גואנגשי וכו' בסין. עפרת איטריום זרחן: מלזיה, גואנגשי, גואנגדונג, סין. מונאזיט: אזורי החוף של אוסטרליה, אזורי החוף של הודו, גואנגדונג, סין, ואזורי החוף של טייוואן.

גילוי היסטוריה

התגלה בשנת 1843

תהליך הגילוי: התגלה על ידי סי. ג'. מוסנדר בשנת 1843. הוא במקור כינה את תחמוצת הארביום תחמוצת טרביום, כך שבספרות המוקדמת,תחמוצת טרביוםותחמוצת ארביוםהיו מעורבים. רק לאחר 1860 היה צורך בתיקון.

באותה תקופה בה התגלהלנתןמוסנדר ניתח וחקר את האיטריום שהתגלה לראשונה, ופרסם דו"ח בשנת 1842, שהבהיר כי איטריום אדמת התגלה לראשונה לא היה תחמוצת יסוד יחידה, אלא תחמוצת של שלושה יסודות. הוא עדיין קרא לאחד מהם איטריום אדמת, ולאחד מהם ארביא (ארביוםכדור הארץ). סמל היסוד מסומן כ-Er. גילוי הארביום ושני יסודות נוספים,לנתןוטרביום, פתח את הדלת השנייה לגילוי שלאדמה נדירהיסודות, המסמנים את השלב השני של גילויים. גילויים היו גילוי של שלושהאדמה נדירהאלמנטים אחרי שני האלמנטיםצריוםואיטריום.

תצורת אלקטרונים

פריסה אלקטרונית:

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

אנרגיית היינון הראשונה היא 6.10 אלקטרונים וולט. התכונות הכימיות והפיזיקליות כמעט זהות לאלו של הולמיום ודיספרוסיום.

האיזוטופים של ארביום כוללים: 162Er, 164Er, 166Er, 167Er, 168Er, 170Er.

מַתֶכֶת

ארביוםהיא מתכת לבנה כסופה, רכה במרקמה, בלתי מסיסה במים ומסיסה בחומצות. מלחים ותחמוצות בצבע ורוד עד אדום. נקודת התכה 1529 מעלות צלזיוס, נקודת רתיחה 2863 מעלות צלזיוס, צפיפות 9.006 גרם/סמ"ק.

ארביוםהוא אנטי-פרומגנטי בטמפרטורות נמוכות, פרומגנטי חזק ליד האפס המוחלט, והוא מוליך-על.

ארביוםמתחמצן באיטיות על ידי אוויר ומים בטמפרטורת החדר, וכתוצאה מכך מקבל צבע אדום ורוד.

בַּקָשָׁה:

תחמוצתוEr2O3הוא צבע אדום ורוד המשמש לייצור כלי חרס מזוגגים.תחמוצת ארביוםמשמש בתעשיית הקרמיקה לייצור אמייל ורוד.

ארביוםיש לו גם כמה יישומים בתעשייה הגרעינית וניתן להשתמש בו כסגסוגת עבור מתכות אחרות. לדוגמה, סימוםארביוםלתוך ונדיום יכול לשפר את הגמישות שלו.

כיום, השימוש הבולט ביותר שלארביוםנמצא בייצור שלארביוםמגברי סיבים אופטיים מסוממים (EDFA). מגבר הסיבים המסוממים באמצעות פיתיון (EDFA) פותח לראשונה על ידי אוניברסיטת סאות'המפטון בשנת 1985. זוהי אחת ההמצאות הגדולות ביותר בתקשורת סיבים אופטיים ואף ניתן לומר שהיא "תחנת הדלק" של אוטוסטרדת המידע למרחקים ארוכים של ימינו.ארביוםסיב מסומם הוא ליבת מגבר על ידי סימום כמות קטנה של יוני ארביום (Er3+), יסוד נדיר, לתוך סיב קוורץ. סימום של עשרות עד מאות ppm של ארביום בסיבים אופטיים יכול לפצות על הפסדים אופטיים במערכות תקשורת.ארביוםמגברי סיבים אופטיים מסוממים הם כמו "תחנת שאיבה" של אור, המאפשרת להעביר אותות אופטיים ללא דעיכה מתחנה לתחנה, ובכך פותחת בצורה חלקה את הערוץ הטכנולוגי לתקשורת סיבים אופטיים מודרנית למרחקים ארוכים, בעלת קיבולת גבוהה ומהירות גבוהה.

עוד נקודה חמה לאפליקציה שלארביוםהוא לייזר, במיוחד כחומר לייזר רפואי.ארביוםלייזר הוא לייזר פועם במצב מוצק עם אורך גל של 2940 ננומטר, אשר יכול להיספג חזק על ידי מולקולות מים ברקמות אנושיות, ומשיג תוצאות משמעותיות עם פחות אנרגיה. הוא יכול לחתוך, לטחון ולחתוך במדויק רקמות רכות. לייזר ארביום YAG משמש גם להוצאת קטרקט.ארביוםציוד טיפול בלייזר פותח תחומי יישום רחבים יותר ויותר עבור ניתוחי לייזר.

ארביוםיכול לשמש גם כיון מפעיל עבור חומרי לייזר המרה נדירים של אדמה נדירה.ארביוםניתן לחלק חומרים להמרת לייזר לשתי קטגוריות: גביש יחיד (פלואוריד, מלח המכיל חמצן) וזכוכית (סיבים), כגון גבישי איטריום אלומינט מסוממים בארביום (YAP: Er3+) וסיבים מזכוכית פלואוריד ZBLAN (ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF) מסוממים ב-Er3+, שכעת הפכו למעשיים. BaYF5: Yb3+, Er3+ יכולים להמיר אור אינפרא אדום לאור נראה, וחומר זוהר רב-פוטוני זה שימש בהצלחה במכשירי ראיית לילה.