Կախարդական հազվագյուտ երկրի տարր՝ Էրբիում

Էրբիում, ատոմային համարով՝ 68, գտնվում է քիմիական պարբերական համակարգի 6-րդ ցիկլում, լանթանիդ (IIIB խումբ) համարով՝ 11, ատոմային զանգվածով՝ 167.26, իսկ տարրի անվանումը ծագում է իտրիումի հայտնաբերման վայրից։

Էրբիումունի 0.000247% պարունակություն կեղևում և հանդիպում է շատերումհազվագյուտ հողհանքանյութեր։ Այն գոյություն ունի մագմատիկ ապարներում և կարող է ստացվել ErCl3-ի էլեկտրոլիզի և հալման միջոցով։ Այն համակեցության մեջ է մտնում այլ բարձր խտության հազվագյուտ հողային տարրերի հետ՝ իտրիումի ֆոսֆատում և սևհազվագյուտ հողոսկու հանքավայրեր։

Իոնայինհազվագյուտ հողհանքանյութեր՝ Ցզյանսի, Գուանդուն, Ֆուցզյան, Հունան, Գուանսի և այլն Չինաստանում։ Ֆոսֆորի իտրիումի հանքաքար՝ Մալայզիա, Գուանսի, Գուանդուն, Չինաստան։ Մոնազիտ՝ Ավստրալիայի ափամերձ տարածքներ, Հնդկաստանի ափամերձ տարածքներ, Գուանդուն, Չինաստան և Թայվանի ափամերձ տարածքներ։

Պատմության բացահայտում

Հայտնաբերվել է 1843 թվականին

Հայտնաբերման գործընթացը. Հայտնաբերվել է Ս.Գ. Մոսանդերի կողմից 1843 թվականին: Նա սկզբնապես էրբիումի օքսիդն անվանել է տերբիումի օքսիդ, ուստի վաղ գրականության մեջ՝տերբիումի օքսիդևէրբիումի օքսիդխառը էին։ Միայն 1860 թվականից հետո էր, որ ուղղումը անհրաժեշտ դարձավ։

Նույն ժամանակահատվածում, երբ տեղի ունեցավ հայտնաբերումըլանթանՄոսսանդերը վերլուծեց և ուսումնասիրեց սկզբնապես հայտնաբերված իտրիումը և 1842 թվականին հրապարակեց զեկույց, որում պարզաբանվում էր, որ սկզբնապես հայտնաբերված իտրիումային հողը մեկ տարրական օքսիդ չէր, այլ երեք տարրերի օքսիդ։ Նա դրանցից մեկը դեռևս անվանեց իտրիումային հող, իսկ մեկը՝ էրբիա (էրբիումերկիր)։ Տարրի խորհրդանիշը նշանակվում է որպես Er։ Էրբիումի և երկու այլ տարրերի հայտնաբերումը,լանթանևտերբիում, բացեց երկրորդ դուռը դեպի բացահայտումըհազվագյուտ հողտարրեր, որոնք նշանավորում էին նրանց հայտնագործության երկրորդ փուլը։ Նրանց հայտնագործությունը երեքի հայտնաբերումն էրհազվագյուտ հողտարրերը երկու տարրերից հետոցերիումևիտրիում.

Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա

Էլեկտրոնային դասավորություն.

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12

Առաջին իոնացման էներգիան 6.10 էլեկտրոն վոլտ է։ Քիմիական և ֆիզիկական հատկությունները գրեթե նույնական են հոլմիումի և դիսպրոզիումի հատկություններին։

Էրբիումի իզոտոպներն են՝ 162Er, 164Er, 166Er, 167Er, 168Er, 170Er։

Մետաղ

Էրբիումարծաթափայլ սպիտակ մետաղ է, փափուկ կառուցվածքով, անլուծելի ջրում և լուծելի թթուներում։ Աղերը և օքսիդները վարդագույնից մինչև կարմիր գույնի են։ Հալման կետ՝ 1529°C, եռման կետ՝ 2863°C, խտություն՝ 9.006 գ/սմ³։

Էրբիումցածր ջերմաստիճաններում հակաֆերոմագնիսական է, բացարձակ զրոյի մոտ՝ ուժեղ ֆերոմագնիսական է և գերհաղորդիչ է։

Էրբիումսենյակային ջերմաստիճանում դանդաղորեն օքսիդանում է օդի և ջրի ազդեցությամբ, ինչի արդյունքում ստանում է վարդագույն-կարմիր գույն։

Դիմում.

Դրա օքսիդըEr2O3վարդագույն-կարմիր գույն է, որն օգտագործվում է փայլեցված կավագործական իրեր պատրաստելու համար։Էրբիումի օքսիդօգտագործվում է կերամիկական արդյունաբերության մեջ՝ վարդագույն էմալ ստանալու համար։

Էրբիումունի նաև որոշ կիրառություններ միջուկային արդյունաբերության մեջ և կարող է օգտագործվել որպես համաձուլվածքի բաղադրիչ այլ մետաղների համար։ Օրինակ՝ դոպինգէրբիումվանադիումի մեջ վերածվելը կարող է մեծացնել դրա ճկունությունը։

Ներկայումս, ամենատարածված օգտագործումըէրբիումարտադրության մեջ էէրբիումԼոգավորված մանրաթելային ուժեղացուցիչներ (EDFA): Լոգավորված մանրաթելային ուժեղացուցիչը (EDFA) առաջին անգամ մշակվել է Սաութհեմփթոնի համալսարանի կողմից 1985 թվականին: Այն օպտիկամանրաթելային կապի մեծագույն գյուտերից մեկն է և նույնիսկ կարելի է ասել, որ այն այսօրվա հեռահար տեղեկատվական գերմայրուղու «բենզալցակայանն» է:ԷրբիումԼոգավորված մանրաթելը ուժեղացուցիչի միջուկն է՝ քվարցային մանրաթելի մեջ փոքր քանակությամբ հազվագյուտ հողային տարրերի էրբիումի իոններ (Er3+) ներմուծելով։ Օպտիկական մանրաթելերում տասնյակներից մինչև հարյուրավոր ppm էրբիումի ներմուծումը կարող է փոխհատուցել կապի համակարգերում օպտիկական կորուստները։ԷրբիումԼոգավորված մանրաթելային ուժեղացուցիչները լույսի «պոմպակայանի» նման են, որոնք թույլ են տալիս օպտիկական ազդանշանները փոխանցել առանց թուլացման կայանից կայան, այդպիսով սահուն կերպով բացելով տեխնոլոգիական ալիքը ժամանակակից երկար հեռավորությունների, բարձր թողունակության և բարձր արագության մանրաթելային օպտիկամանրաթելային կապի համար։

Մեկ այլ կիրառական թեժ կետէրբիումլազերն է, հատկապես որպես բժշկական լազերային նյութ։ԷրբիումԼազերը 2940 նմ ալիքի երկարությամբ պինդ վիճակում գտնվող իմպուլսային լազեր է, որը կարող է ուժեղ կլանվել մարդու հյուսվածքներում գտնվող ջրի մոլեկուլների կողմից՝ նշանակալի արդյունքների հասնելով ավելի քիչ էներգիայով: Այն կարող է ճշգրիտ կտրել, հղկել և հեռացնել փափուկ հյուսվածքները: Էրբիում YAG լազերը նաև օգտագործվում է կատարակտի հեռացման համար:ԷրբիումԼազերային թերապիայի սարքավորումները ավելի ու ավելի լայն կիրառման ոլորտներ են բացում լազերային վիրաբուժության համար։

Էրբիումկարող է նաև օգտագործվել որպես ակտիվացնող իոն հազվագյուտ հողային վերափոխման լազերային նյութերի համար։ԷրբիումԼազերային վերափոխման նյութերը կարելի է բաժանել երկու կատեգորիայի՝ միաբյուրեղային (ֆտորիդ, թթվածին պարունակող աղ) և ապակե (մանրաթել), ինչպիսիք են էրբիումով լեգիրված իտրիումի ալյումինատի (YAP: Er3+) բյուրեղները և Er3+ լեգիրված ZBLAN ֆտորիդով (ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF) ապակե մանրաթելերը, որոնք այժմ գործնականում կիրառելի են: BaYF5: Yb3+, Er3+ կարող են ինֆրակարմիր լույսը վերածել տեսանելի լույսի, և այս բազմաֆոտոնային վերափոխման լյումինեսցենտային նյութը հաջողությամբ օգտագործվել է գիշերային տեսողության սարքերում: