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Dysprosium

Chemie und Physik des chemischen Elements Dysprosium.



Dysprosium Chemie

Dysprosium - chemisches Zeichen Dy, Ordnungszahl 66 - ist ein silberweißes, duktiles, biegbares und dehnbares, in zwei Modifikationen auftretendes, unedles, metallisches, chemisches Element aus der Gruppe der Lanthanoide (Seltene Erden).

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Dysprosium

Bezeichnung:Dysprosium Symbol:Dy Ordnungszahl:66 Atommasse:162,500(1) u Periodensystem-Stellung:Lanthanoide, 6. Periode, f-Elemente. Gruppen-Zugehörigkeit:Seltene Erden. Entdeckung:1886 - Lecoq de Boisbaudran. Bedeutung des Namens:Griechisch dysprositos = schwer zu bekommen (in etwa), bezogen auf den Aufwand der ersten Reindarstellung. Englischer Name:Dysprosium CAS-Nummer:7429-91-6 InChI-Key:KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N

 

Das Dysprosium-Atom

Identifikations-Merkmal für das Dy-Atom - und somit für das Element Dysprosium - ist das Vorhandensein von 66 Protonen im Atomkern; man nennt diese Zahl Kernladungszahl oder Protonenzahl und sie entspricht der Ordnungszahl, die wiederum die Stellung des Dysprosiums im Periodensystem bestimmt. Im ungeladenen und damit elektrisch neutralen Cd-Atom befinden sich zudem 66 Elektronen in der Elektronhülle.

Für Unterschiede bei den Dysprosium-Atomkernen bei gleichbleibender Kernladungszahl sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Dysprosium-Isotope zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Dysprosium-Vorkommen bestehen aus einem Gemisch aus mehreren Isotopen unterschiedlicher Masse; die relative Atommasse wird daher mit 162,500(1) u angegeben.

 

Elektronenkonfiguration

SymbolOZKurzform1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d6f
Dy66[Xe] 4f10 6s2 22626102610262

 

Ionisierungsenergien

Die Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Dysprosium-Atom vollständig zu trennen.

1. IE: 5,9389 eV2. IE: 11,67 eV3. IE: 22,8 eV4. IE: 41,4 eV5. IE: eV6. IE: eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Dysprosium-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
53789904685817790

 

MIMIIMIIIMIVMV
3s3p1/23p3/23d3/23d5/2
20471842167613331292,6

 

NINIINIIINIVNVNVINVII
4s4p1/24p3/24d3/24d5/24f5/24f7/2
414,2333,5293,2153,6153,68,04,3

 

OIOIIOIIIOIVOV
5s5p1/25p3/25d3/25d5/2
49,926,326,3

 

Weitere Daten

Atomradius:228 pm (berechnet)
175 pm (empirisch, nach Slater)
Kovalente Radien:192(7) pm (nach Cordero et al.)
167 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
133 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:155 pm Molvolumen:19,01 cm3 mol-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,938; ωL1: 0,111; ωL2: 0,197; ωL3: 0,184 Coster-Kronig-Übergänge:F12: 0,174; F13: 0,29; F23: 0,146

 

Spektrallinien des Dysprosiums

Die folgende Abbildung zeigt das Emissionsspektrum des Dysprosiums mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Dysprosium-Spektrallinien

 

 

Chemische Daten

Elektronegativität:1,22 nach PaulingElektronaffinität:0,352 eV bzw. 33,96 kJ mol-1Oxidationsstufen:+3 (+1, +2, + 4)

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Dysprosiums

Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen, elementaren Dysprosiums auf.

Schmelzpunkt:1412 °C Schmelzenthalpie (molar):11,06 kJ mol-1 Siedepunkt:2567 °C Verdampfungsenthalpie:293 kJ mol-1 Wärmekapazität:28,2 J mol-1 K-1 (molar)
0,17 J g-1 K-1 (spezifisch)
Debye-Temperatur:183 K Thermische Leitfähigkeit:10,7 W m-1 K-1 Wärmeausdehnung:9,9 μm m-1 K-1 bei 25 °C Elektrische Leitfähigkeit:1,08 × 106 A V-1 m-1 Elektrischer Widerstand:926 nΩ m bei 20 °C Dichte:8,540 g cm-3
8,37 g cm-3 (flüssig, am Schmelzpunkt)
Elastizitätsmodul:61,4 GPa, α-Dy (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):38,4 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,0260 GPa-1 300 K Poisson-Zahl:0,247 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:hexagonal - hcp Härte:nach Vickers: 0,54 GPa
nach Brinell: 0,5 GPa
Magnetismus:paramagnetisch Magnetische Suszeptibilität:103500 × 10-6 cm3 mol-1 Schallgeschwindigkeit:2710 m s-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:0,0 kJ mol-1 (Feststoff, Kristall)
290,4 kJ mol-1 (gasförmig)
Gibbs Freie Enthalpie:254,4 kJ mol-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:75,6 J mol-1 K-1 (Feststoff, Kristall)
196,6 J mol-1 K-1 (gasförmig)

 

Die angegebenen Daten beziehen sich auf das α-Dysprosium. Oberhalb von 1384 °C liegt das Metall als kubisch-raumzentriertes β-Dy vor.

Unterhalb von -188.2 °C besitzt Dysprosium eine einfache ferromagnetische Ordnung. Oberhalb dieser Temperatur verwandelt es sich in einen helikalen antiferromagnetischen Zustand, in dem alle Atommomente in einer bestimmten Grundebenenschicht parallel sind und in einem festen Winkel zu den Momenten benachbarter Schichten ausgerichtet sind. Dieser ungewöhnliche Antiferromagnetismus geht bei -94 °C) in den ungeordneten paramagnetischen Zustand über.

 

Externe Informationsangebote



Gruppenelemente - Informationen

Lanthanoid Trennung
Gewinnung und Trennung von Lanthanoiden. FH Münster - Format: PDF

Lanthanoide
Allgemeines, Trennung, Gewinnung, Eigenschaften, 4f-Orbitale etc.. Universität Bielefeld

Lanthanoide
Vorlesungsmaterialien: Chemie der Metalle. Universität Freiburg

Lanthanoide
Entdeckung der Lanthanoide; Besonderheiten der Lanthanoide; Elektronenkonfigurationen; Ionenaustauscherverfahren; Lanthanoidenkontraktion; Oxidationsstufen; Verwendung. Universität Bayreuth



Einzelne Verbindungen

Dysprosium und Dysprosiumverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbaren Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche



Metallorganische Chemie und Reagenzien

Lanthanoid- und Quecksilberkomplexe
... mit polyfunktionellen Ligandensystemen: Synthesen und Strukturen. Dissertation, 2002. Universität Göttingen - Format: PDF



Geochemie und Biogeochemie

Dysprosiumhaltige Minerale
Informationen zum Dysprosium und den Dysprosiummineralien. Mineralien Atlas

Geochemie der Seltenen Erden
Umfassendes Vorlesungsskript - Format: PDF

Seltenerdmineralien
Auflistung und prozentuale Zusammensetzung der einzelnen in der Natur auftretenden, Seltene Erden enthaltenen Mineralien



Newsarchiv


Dysprosium Metallofulleren

Ordnungsprinzipien bei Metallofullerenen: Kohlenstoff-Fussbälle als Datenspeicher: Untersuchungen von Empa-Forschern zeigen, dass Metallofullerene geordnete supramolekulare Strukturen mit unterschiedlichen Orientierungen ausbilden.

Abbildung: Modell des untersuchten Metallofullerens - bestehend aus 80 Kohlenstoffatomen (hellblau), 3 Dysprosiumatomen (rot) und 1 Stickstoffatom (dunkelblau).

[Bildquelle: EMPA]




 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 01.02.2020.



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