Élément chimique · fiche de référence

68Er

Erbium

L’erbium est l’élément 68 (Er), situé en période 6, groupe — et dans le bloc f. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Xe] 4f12 6s2.

Numéro atomique68

Poids atomique standard167,259(3)

Groupe—

Période6

Blocf

Configuration électronique[Xe] 4f12 6s2

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

Les lanthanides correspondent au remplissage progressif de la sous-couche 4f. Leur chimie est souvent dominée par l’état d’oxydation +3, tandis que les orbitales f partiellement remplies donnent à plusieurs d’entre eux des propriétés magnétiques et optiques remarquables.

Les électrons 4f étant relativement protégés par les couches externes, les lanthanides voisins ont des comportements chimiques très proches. Leur séparation industrielle est donc beaucoup plus difficile que celle d’éléments appartenant à des groupes très différents.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

Les lanthanides se rencontrent couramment sous forme d’ions +3 dans des oxydes, halogénures et complexes. Leurs composés ont des chimies proches, tandis que les différences d’occupation des orbitales f produisent des propriétés magnétiques et luminescentes caractéristiques.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 9,066 g/cm³. Le point de fusion est 1 795 K (1 522 °C). Le point d’ébullition est 3 141 K (2 868 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

L’erbium est particulièrement important en télécommunications optiques : ses ions sont utilisés dans les amplificateurs à fibre dopée à l’erbium qui renforcent les signaux lumineux dans les réseaux de fibres. Il est également employé dans certains lasers et verres colorés.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

fibres optiques

L’erbium est utilisé dans les fibres optiques ou comme dopant pour modifier la transmission, l’amplification ou la réponse infrarouge.

lasers

L’erbium entre dans des milieux laser, des composants optiques ou des systèmes produisant des longueurs d’onde précises.

verres spéciaux

L’erbium est ajouté à des verres pour modifier indice de réfraction, couleur, dilatation thermique, réponse aux rayonnements ou durabilité chimique.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

L’erbium est en période 6. Dans la série du bloc f affichée ici, il se place entre l’holmium et le thulium. Cette séquence permet de le comparer directement aux éléments voisins du bloc f.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationlanthanide

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 18 · 30 · 8 · 2

Masse volumique9,066 g/cm³

Point de fusion1 795 K (1 522 °C)

Point d’ébullition3 141 K (2 868 °C)

Électronégativité de Pauling1,24

Première énergie d’ionisation589,3 kJ/mol

Affinité électronique30,1 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte de l’erbium est associée à Carl Gustaf Mosander. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 167.259(3). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

L’erbium possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

Les risques associés à l’erbium dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. L’erbium élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.