عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
68Er

إربيوم

إربيوم عنصر كيميائي عدده الذري 68 ورمزه Er. يقع في الدورة 6، المجموعة — ضمن القطاع f. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Xe] 4f12 6s2.

العدد الذري68
الكتلة الذرية القياسية167.259(3)
المجموعة—
الدورة6
القطاعf
التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f12 6s2
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

ينتمي إربيوم إلى اللانثانيدات، حيث يجري امتلاء تحت المستوى 4f تدريجياً. تكون حالة الأكسدة +3 شائعة، بينما تمنح إلكترونات f غير المزدوجة كثيراً من عناصر السلسلة خواص مغناطيسية وطيفية مميزة.

التوزيع الإلكتروني لـإربيوم هو [Xe] 4f12 6s2. إلكترونات 4f محجوبة نسبياً بالإلكترونات الخارجية، ولذلك تتشابه كيمياء اللانثانيدات المتجاورة، مع فروق دقيقة في نصف القطر والتوزيع الإلكتروني تؤثر في الفصل والأطياف والمغناطيسية.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

يُكوّن إربيوم غالباً أيونات في حالة الأكسدة +3 ضمن الأكاسيد والهاليدات والمعقدات التناسقية. تتشابه كيمياؤه مع اللانثانيدات المجاورة، بينما تضيف إلكترونات f فروقاً مهمة في المغناطيسية والأطياف واللون.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 9.066 g/cm³. نقطة الانصهار هي 1 802 K (1 529 °C). نقطة الغليان هي 3 141 K (2 868 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد إربيوم وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر إربيوم في تطبيقات مرتبطة بـألياف بصرية، ليزر وزجاج خاص. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

ألياف بصرية

يُستخدم إربيوم في الألياف البصرية أو مادة مطعمة لضبط انتقال الضوء أو تضخيمه أو الاستجابة في نطاق الأشعة تحت الحمراء.

ليزر

يُستخدم إربيوم في أوساط الليزر والمكونات البصرية أو لإنتاج ضوء عند أطوال موجية محددة.

زجاج خاص

يُضاف إربيوم إلى الزجاج لتعديل معامل الانكسار أو اللون أو التمدد الحراري أو الاستجابة للإشعاع أو المتانة الكيميائية.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع إربيوم في الدورة 6 ضمن سلسلة القطاع f. العناصر المجاورة المعروضة هي: ديسبروسيوم؛ هولميوم؛ ثوليوم؛ إيتربيوم. وتساعد المقارنة على امتداد السلسلة في تتبع التغير التدريجي في نصف القطر والتوزيع الإلكتروني وحالات الأكسدة والخواص المغناطيسية أو البصرية.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيفلانثانيد
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 18 · 30 · 8 · 2
الكثافة9.066 g/cm³
نقطة الانصهار1 795 K (1 522 °C)
نقطة الغليان3 141 K (2 868 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ1.24
طاقة التأين الأولى589.3 kJ/mol
الألفة الإلكترونية30.1 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف إربيوم بأعمال كارل غوستاف موساندر. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـإربيوم هي 167.259(3). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.

لـإربيوم نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

تعتمد مخاطر إربيوم على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.