铒 (Er)
原子序数 | 68 | 英文名 | Erbium |
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所属分类 | 镧系元素 | 原子量 | 167.259 u |
熔点 | 1497 °C | 沸点 | 2868 °C |
能级 | 2, 8, 18, 30, 8, 2 | 电负性 | 1.24 |
电子亲和能 | 50 kJ/mol | 半径(计算法) | 226 pm |
电离能 |
第1电离能: 589.3 kJ/mol
第2电离能: 1150 kJ/mol
第3电离能: 2194 kJ/mol
第4电离能: 4120 kJ/mol
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密度(常规) | 9066 kg/m³ | 硬度(布式) | 814 MPa |
体积模量 | 44 GPa | 导热率 | 15 W/mK |
宇宙存量百分比 | 2.0E-7 % |
铒,化学元素符号为Er,原子序数为68,是第六周期镧系元素(III B族)中的第11个成员,其原子量约为167.26。元素名称“铒”源于钇土这一稀土矿物的发现地。在地球的地壳中,铒的含量相对稀少,仅为0.000247%。自然界中存在的铒拥有六种稳定的天然同位素,分别为铒162、164、166、167、168和170,它们共同构成了自然界中的铒元素。 作为银白色金属,铒的物理性质显著:熔点高达1529°C,沸点则为2863°C,密度为9.006 g/cm³。在低温条件下,铒表现出反铁磁性特征,而在逼近绝对零度时则转变为强铁磁性物质,并且在特定条件下还展现出超导体性质。在室温环境中,铒会缓慢被空气和水氧化,形成的氧化铒呈玫瑰红色,极具辨识度。 在应用方面,铒因其独特的化学和物理性质而被广泛应用。例如,它可以作为反应堆控制材料,并在一些荧光材料中作为激活剂发挥作用。铒的第一电离能为6.10电子伏特,其化学性质与钬和镝极为相似。 然而,铒最为人称道的应用在于光纤通信技术领域。掺铒光纤放大器(EDFA)就是利用了铒离子(Er3+)掺杂在石英光纤中的特性,这种放大器能够在光纤通信系统中实现信号的有效放大。此外,铒也被应用于激光技术中,如铒激光器可产生波长为2940nm的固体脉冲激光,该波长特别适合人体组织内的水分子吸收,因此能以较小能量实现精确高效的切割、磨削和切除软组织手术。 另外,铒还是稀土上转换激光材料的重要激活离子,这些材料包括两类:单晶(如掺铒的铝酸钇晶体)和玻璃(如掺杂Er3+的ZBLAN氟化物玻璃光纤)。这些铒激光上转换材料已成功实现了实用化,极大地推动了激光技术和光纤通信领域的进步与发展。
电子排布 | [氙] 4f12 6s2 2, 8, 18, 30, 8, 2 |
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发现 | 莫桑德尔(C.G.Mosander)(1842年) |
物态 | 固态 |
密度 | (接近室温) 9.066 g·cm−3 |
熔化热 | 19.90 kJ·mol−1 |
汽化热 | 280 kJ·mol−1 |
比热容 | 28.12 J·mol−1·K−1 |
氧化态 | 3, 2, 1 (碱性 氧化物) |
电负性 | 1.24(鲍林标度) |
原子半径 | 176 pm |
共价半径 | 189±6 pm |
晶体结构 | 六方最密堆积 |
磁序 | 顺磁性(300 K) |
电阻率 | (r.t.) (poly) 0.860 µ Ω·m |
热膨胀系数 | (r.t.) (poly) 12.2 µm/(m·K) |
声速(细棒) | (20 °C)2830 m·s−1 |
杨氏模量 | 69.9 GPa |
剪切模量 | 28.3 GPa |
体积模量 | 44.4 GPa |
泊松比 | 0.237 |
维氏硬度 | 589 MPa |
布氏硬度 | 814 MPa |
元素列表
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