אלמנט האדמה הנדיר הקסום ארביום

ארביום, מספר אטומי 68, ממוקם במחזור ה-6 של הטבלה המחזורית הכימית, לנתניד (קבוצת IIIB) מספר 11, משקל אטומי 167.26, ושם היסוד מגיע מאתר הגילוי של איטריום אדמה.

ארביוםבעל תכולה של 0.000247% בקרום ונמצא ברביםאדמה נדירהמינרלים.הוא קיים בסלעי בטן וניתן להשיגו על ידי אלקטרוליזה והתכה של ErCl3.הוא מתקיים יחד עם יסודות אדמה נדירים אחרים בצפיפות גבוהה באיטריום פוספט ושחוראדמה נדירהמרבצי זהב.

יוניתאדמה נדירהמינרלים: Jiangxi, Guangdong, Fujian, Hunan, Guangxi וכו' בסין.עפרות זרחן איטריום: מלזיה, גואנגשי, גואנגדונג, סין.מונאזיטי: אזורי החוף של אוסטרליה, אזורי החוף של הודו, גואנגדונג, סין ואזורי החוף של טייוואן.

גילוי היסטוריה

התגלה בשנת 1843

תהליך גילוי: התגלה על ידי CG Mosander בשנת 1843. הוא כינה במקור את התחמוצת של תחמוצת ארביום טרביום, כך בספרות המוקדמת,תחמוצת טרביוםותחמוצת ארביוםהיו מעורבים.רק לאחר 1860 היה צורך בתיקון.

באותה תקופה עם גילוילנתנום, מוסנדר ניתח וחקר את האיטריום שהתגלה בתחילה, ופרסם דו"ח בשנת 1842, המבהיר כי כדור הארץ האיטריום שהתגלה בתחילה אינו תחמוצת יסוד בודדת, אלא תחמוצת של שלושה יסודות.הוא עדיין קרא לאחד מהם אדמה איטריום, ולאחד מהם ארביה (ארביוםכדור הארץ).סמל האלמנט מסומן כ-Er.גילוי הארביום ושני יסודות נוספים,לנתנוםוטרביום, פתח את הדלת השנייה לגילוי שלאדמה נדירהאלמנטים, המציינים את השלב השני של גילוים.הגילוי שלהם היה גילוי של שלושהאדמה נדירהאלמנטים אחרי שני היסודותצריוםואיטריום.

תצורת האלקטרון

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, לא מסיסה במים ומסיסה בחומצות.מלחים ותחמוצות בצבע ורוד עד אדום.נקודת התכה 1529 מעלות צלזיוס, נקודת רתיחה 2863 מעלות צלזיוס, צפיפות 9.006 גרם/ס"מ ³.

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

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

יישום:

התחמוצת שלוEr2O3הוא צבע אדום ורד המשמש לייצור כלי חרס מזוגגים.תחמוצת ארביוםמשמש בתעשיית הקרמיקה לייצור אמייל ורוד.

ארביוםיש גם כמה יישומים בתעשייה הגרעינית והוא יכול לשמש כרכיב סגסוגת למתכות אחרות.למשל, סמיםארביוםלתוך ונדיום יכול לשפר את משיכותו.

נכון לעכשיו, השימוש הבולט ביותר שלארביוםנמצא בייצור שלארביוםמגברי סיבים מסוממים (EDFA).מגבר הסיבים המסוממים לפיתיון (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 הליבה של מגבר על ידי סימום כמות קטנה של יוני ארביום של יסודות אדמה נדירים (Er3+) לתוך סיב קוורץ.סימום של עשרות עד מאות ppm של ארביום בסיבים אופטיים יכול לפצות על הפסדים אופטיים במערכות תקשורת.ארביוםמגברי סיבים מסוממים הם כמו "תחנת שאיבה" של אור, המאפשרים העברת אותות אופטיים ללא הנחתה מתחנה לתחנה, ובכך פותחים בצורה חלקה את הערוץ הטכנולוגי לתקשורת סיבים אופטיים מודרניים למרחקים ארוכים, בקיבולת גבוהה ובמהירות גבוהה. .

נקודה חמה לאפליקציה נוספת שלארביוםהוא לייזר, במיוחד כחומר לייזר רפואי.ארביוםלייזר הוא לייזר דופק במצב מוצק עם אורך גל של 2940 ננומטר, שיכול להיספג חזק על ידי מולקולות מים ברקמות אנושיות, ומשיג תוצאות משמעותיות בפחות אנרגיה.זה יכול לחתוך במדויק, לטחון ולכרות רקמות רכות.לייזר Erbium YAG משמש גם לחילוץ קטרקט.ארביוםציוד לטיפול בלייזר פותח תחומי יישום רחבים יותר ויותר לניתוחי לייזר.

ארביוםיכול לשמש גם כיון מפעיל לחומרי לייזר להמרה מעלה של אדמה נדירה.ארביוםניתן לחלק את חומרי ההמרה בלייזר לשתי קטגוריות: גביש יחיד (פלואוריד, מלח המכיל חמצן) וזכוכית (סיבים), כגון גבישי איטריום אלומינאט (YAP: Er3+) מסוממים בארביום וגבישי ZBLAN פלואוריד עם ציפוי Er3+(ZrF4-BaF2- LaF3-AlF3-NaF) סיבי זכוכית, שעכשיו היו מעשיים.BaYF5: Yb3+, Er3+יכולים להמיר אור אינפרא אדום לאור נראה, וחומר זוהר רב-פוטוני המרה למעלה שימש בהצלחה במכשירי ראיית לילה.