鉺 (Er)
原子序數 | 68 | 英文名 | Erbium |
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所屬分類 | 镧系元素 | 原子量 | 167.259 u |
熔點 | 1497 °C | 沸點 | 2868 °C |
能級 | 2, 8, 18, 30, 8, 2 | 電負性 | 1.24 |
電子親和能 | 50 kJ/mol | 半徑(計算法) | 226 pm |
電離能 |
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(常規) | 9066 kg/m³ | 硬度(布式) | 814 MPa |
體積模量 | 44 GPa | 導熱率 | 15 W/mK |
宇宙存量百分比 | 2.0E-7 % |
鉺,化學元素符號為Er,原子序為68,是第六週期鑭系元素(III B族)中的第11個成員,其原子量約為167.26。 元素名稱「鉺」源自釔土這一稀土礦物的發現地。 在地球的地殼中,鉺的含量相對稀少,僅0.000247%。 自然界中存在的鉺擁有六種穩定的天然同位素,分別為鉺162、164、166、167、168和170,它們共同構成了自然界中的鉺元素。 作為銀白色金屬,鉺的物理性質顯著:熔點高達1529°C,沸點則為2863°C,密度為9.006 g/cm³。 在低溫條件下,鉺表現出反鐵磁性特徵,而在逼近絕對零度時則轉變為強鐵磁性物質,並且在特定條件下還展現出超導體性質。 在室溫環境中,鉺會緩慢地被空氣和水氧化,形成的氧化鉺呈現玫瑰紅色,極具辨識度。 在應用方面,鉺因其獨特的化學和物理性質而被廣泛應用。 例如,它可以作為反應器控製材料,並在一些螢光材料中作為活化劑發揮作用。 鉺的第一電離能為6.10電子伏特,其化學性質與钬和鏑極為相似。 然而,鉺最為人稱道的應用在於光纖通訊技術領域。 摻鉺光纖放大器(EDFA)就是利用了鉺離子(Er3+)摻雜在石英光纖中的特性,這種放大器能夠在光纖通訊系統中實現訊號的有效放大。 此外,鉺也被應用於雷射技術中,如鉺雷射可產生波長為2940nm的固體脈衝激光,該波長特別適合人體組織內的水分子吸收,因此能以較小能量實現精確高效的切割、磨削 和切除軟組織手術。 另外,鉺也是稀土上轉換雷射材料的重要活化離子,這些材料包括兩類:單晶(如摻鉺的鋁酸釔晶體)和玻璃(如摻雜Er3+的ZBLAN氟化物玻璃光纖)。 這些鉺雷射上轉換材料已成功實現了實用化,極大地推動了雷射技術和光纖通訊領域的進步與發展。
標準原子質量 | 167.259 |
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電子排布 | [氙] 4f12 6s2 2, 8, 18, 30, 8, 2 |
發現 | 莫桑德爾(C.G.Mosander)(1842年) |
物態 | 固態 |
密度 | (接近室溫) 9.066 g·cm−3 |
熔化熱 | 19.90 kJ·mol−1 |
汽化熱 | 280 kJ·mol−1 |
比熱容 | 28.12 J·mol−1·K−1 |
氧化態 | 3, 2, 1 (鹼性 氧化物) |
電負性 | 1.24(鮑林標度) |
原子半徑 | 176 pm |
共價半徑 | 189±6 pm |
晶體結構 | 六方最密堆積 |
磁序 | 順磁性(300 K) |
電阻率 | (r.t.) (poly) 0.860 µ Ω·m |
熱膨脹係數 | (r.t.) (poly) 12.2 µm/(m·K) |
聲速(細棒) | (20 °C)2830 m·s−1 |
楊氏模量 | 69.9 GPa |
剪切模量 | 28.3 GPa |
體積模量 | 44.4 GPa |
泊松比 | 0.237 |
維氏硬度 | 589 MPa |
布氏硬度 | 814 MPa |
CAS號 | 7440-52-0 |
元素清單
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