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Erbium

Chemie und Physik des chemischen Elements Erbiums.



Erbium Chemie

Erbium - Symbol Er, Ordnungszahl 68 - ist ein weißes, silberhelles, hexagonal kristallisierendes, schmiedbares, wenn auch sprödes, metallisches chemisches Element aus der Gruppe der Lanthanoide (Seltene Erden).

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Erbium

Bezeichnung:Erbium Symbol:Er Ordnungszahl:68 Atommasse:167,259(3) u Periodensystem-Stellung:Lanthanoide, 6. Periode, f-Elemente Gruppen-Zugehörigkeit:Seltene Erden Entdeckung:1843 (Carl Gustav Mosander) Bedeutung des Namens:Ytterby (schwedische Ortschaft) Englischer Name:Erbium CAS-Nummer:7440-52-0 InChI-Key:UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N

 

Das Erbium-Atom

Identifikations-Merkmal für das Er-Atom - und somit für das Element Erbium - ist die Anzahl der Protonen im Atomkern (Kernladungszahl oder Protonenzahl) und - im ungeladenen Zustand - die gleiche Anzahl an Elektronen in der Atomhülle; diese beträgt jeweils 68 und bestimmt die Atomzahl, Atomnummer bzw. die Ordnungszahl des Erbiums.

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

Die irdischen Erbium-Vorkommen bestehen aus einem Isotopengemisch; die relative Atommasse wird daher mit 167,259 u angegeben.

 

Elektronenkonfiguration

SymbolOZKurzform1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d6f
Er68[Xe] 4f12 6s2 226261026103262

 

Ionisierungsenergien

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

1. IE: 6,1077 eV2. IE: 11,93 eV3. IE: 22,74 eV4. IE: 42,7 eV5. IE: eV6. IE: eV

 

Elektronenbindungsenergie

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

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
57486975192648358

 

MIMIIMIIIMIVMV
3s3p1/23p3/23d3/23d5/2
22072006181214531409

 

NINIINIIINIVNVNVINVII
4s4p1/24p3/24d3/24d5/24f5/24f7/2
449,8366,2320,2167,6167,6-4,7

 

OIOIIOIIIOIVOV
5s5p1/25p3/25d3/25d5/2
50,631,424,7

 

Weitere Daten

Atomradius:226 pm (berechnet)
175 pm (empirisch, nach Slater)
Kovalente Radien:189(6) pm (nach Cordero et al.)
165 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
133 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:202 pm Molvolumen:18,46 cm3 mol-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,942; ωL1: 0,121; ωL2: 0,219; ωL3: 0,203 Coster-Kronig-Übergänge:F12: 0,158; F13: 0,301; F23: 0,143

 

Spektrallinien des Erbiums

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Erbiums mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Erbium-Spektrallinien

 

 

Chemische Daten

Elektronegativität:1,24 nach PaulingElektronaffinität:0,312 eV bzw. 30,1 kJ mol-1

 

Standardpotentiale

Normalpotential des Erbiums:

E0 (V)NoxName Ox.Ox.e-Red.Name Red.Nox
-2,32+ IIIErbium(III)-KationEr3++ 3 e-Er (s)Erbium0

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Erbiums

Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Erbium-Metalls auf.

Schmelzpunkt:1529 °C Schmelzenthalpie (molar):19,90 kJ mol-1 Siedepunkt:2868 °C Verdampfungsenthalpie:292,2 kJ mol-1 Wärmekapazität:28,12 J mol-1 K-1 (molar)
0,168 J g-1 K-1 (spezifisch)
Debye-Temperatur:188 K Thermische Leitfähigkeit:14,5 W m-1 K-1 Elektrische Leitfähigkeit:1,16 × 106 A V-1 m-1 Elektrischer Widerstand:0,860 μΩ × m bei 20 °C Dichte:9,066 g cm-3
8,86 g cm-3 (flüssig, am Schmelzpunkt)
Elastizitätsmodul:69,9 GPa (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):41,1 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,0243 GPa-1 300 K Poisson-Zahl:0.237 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:hexagonal-dichteste Packung - hcp Härte:nach Vickers: 0,589 GPa
nach Brinell: 0,814 GPa
Magnetismus:paramagnetisch Magnetische Suszeptibilität:44300,00 × 10-6 cm3 mol-1 Schallgeschwindigkeit:2830 m s-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:0,0 kJ mol-1 (Feststoff, Kristall)
317,1 kJ mol-1 (gasförmig)
Gibbs Freie Enthalpie:280,7 kJ mol-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:73,2 J mol-1 K-1 (Feststoff, Kristall)
195,6 J mol-1 K-1 (gasförmig)

 

 

Geochemie, Vorkommen, Verteilung

Die Konzentration von Erbium in der Erdkruste beträgt etwa 3,5 mg/kg und im Meerwasser 0,9 ng/l; damit steht das Element in der Häufigkeit an 45ter Stelle.

Erdkruste:3,5 mg kg-1 (ppmw, bezogen auf die Masse) Erdmantel:465 ppb Meerwasser:0,00000087 mg L-1 (ppmw, bezogen auf die Masse) Sonnensystem:0,00000025 (bezogen auf Silicium, Si=1)

 

Gefahren und Sicherheit


Achtung

(Allgemeine Hinweise ohne Gewähr auf Richtigkeit und Vollständigkeit)

Metallisches Erbium in Staubform ist brand- und explosionsgefährlich.

H228: Entzündbarer Feststoff!

Sichterheitsratschlag S210: Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellenarten fernhalten. Nicht rauchen.

 

Externe Informationsangebote



Einzelne Verbindungen

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



Geochemie und Biogeochemie

Erbiumhaltige Minerale
Informationen zum Erbium und den Erbiummineralien. Mineralien Atlas

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



Dissertationen

Erbium: Ionenchemische Reaktionen und Mobilitätsmessungen
Untersuchungen zu ionenchemischen Reaktionen und Mobilitätsmessungen an schweren Elementen in einer Puffergaszelle. Dissertation, 2003. Universität Mainz

 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 02.02.2020.



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