Elemento chimico · scheda di riferimento

68Er

Erbio

L’erbio è l’elemento 68 (Er), nel periodo 6, gruppo — e blocco f. A temperatura ambiente il suo stato di riferimento è solido. La configurazione elettronica è [Xe] 4f12 6s2.

Numero atomico68

Peso atomico standard167.259(3)

Gruppo—

Periodo6

Bloccof

Configurazione elettronica[Xe] 4f12 6s2

Struttura elettronica

Che cosa controlla la sua chimica

I lantanidi sono caratterizzati dal riempimento della sottostruttura 4f. Lo stato di ossidazione +3 domina gran parte della loro chimica, mentre gli orbitali f parzialmente occupati contribuiscono a proprietà magnetiche e ottiche utili.

La configurazione [Xe] 4f12 6s2 mostra elettroni 4f relativamente schermati. Per questo elementi lantanidi vicini hanno proprietà chimiche simili e risultano difficili da separare.

Forme chimiche

Composti, ioni e materiali

Lo stato +3 è molto comune nei composti di erbio. Ossidi, alogenuri, complessi e materiali intermetallici sono forme importanti; alcuni lantanidi mostrano anche stati +2 o +4.

Comportamento fisico

Stato e cambiamenti di fase

A temperatura ambiente lo stato di riferimento dell’erbio è solido. Tra i dati riportati: densità 9.066 g/cm³, punto di fusione 1 795 K (1 522 °C), punto di ebollizione 3 141 K (2 868 °C). I valori misurati possono dipendere da purezza, pressione, struttura cristallina o forma allotropica.

Presenza e applicazioni

Dove si trova e come viene usato l’erbio

L’erbio si trova in minerali, composti naturali o materiali tecnici a seconda della sua reattività. Le applicazioni riportate in questa scheda comprendono Fibre ottiche, Laser e Vetri speciali; in ciascun caso conta la forma chimica o la struttura del materiale.

Nella pratica

Esempi di usi concreti

Fibre ottiche

Nell’ambito «Fibre ottiche», l’erbio viene utilizzato in una forma chimica o materiale adatta. La proprietà sfruttata dipende dal composto, dalla struttura del materiale e dall’obiettivo tecnico.

Laser

Ioni o composti di erbio possono funzionare da mezzo attivo in alcuni laser, assorbendo e riemettendo energia a lunghezze d’onda caratteristiche.

Vetri speciali

Composti di erbio vengono aggiunti a vetri speciali per modificare indice di rifrazione, espansione termica, risposta ottica o resistenza chimica.

Posizione periodica

Che cosa mostrano gli elementi vicini

L’erbio si trova nel periodo 6, gruppo — e blocco f. Nel riquadro compaiono gli elementi vicini mostrati nel riquadro. Il confronto aiuta a seguire variazioni di raggio atomico, energia di ionizzazione e comportamento chimico lungo periodi e gruppi.

Dati di riferimento

Proprietà fisiche e atomiche

Classificazionelantanide

Stato a temperatura ambienteSolido

Gusci elettronici2 · 8 · 18 · 30 · 8 · 2

Densità9.066 g/cm³

Punto di fusione1 795 K (1 522 °C)

Punto di ebollizione3 141 K (2 868 °C)

Elettronegatività di Pauling1.24

Prima energia di ionizzazione589.3 kJ/mol

Affinità elettronica30.1 kJ/mol

I valori descrivono l’elemento o l’atomo neutro quando applicabile. Le proprietà fisiche possono dipendere dall’allotropo, dalla pressione e dalle condizioni di misura.

Storia

Scoperta e identificazione

La scoperta dell’erbio è associata a Carl Gustaf Mosander. Riconoscimento dell’elemento, isolamento di una sostanza pura e assegnazione del moderno numero atomico non coincisero necessariamente nello stesso momento storico.

Isotopi e peso atomico

Come la composizione isotopica modifica i numeri

Il peso atomico standard è 167.259(3). È una media ponderata della composizione isotopica naturale e non la massa di un singolo atomo.

Gli isotopi dell’erbio hanno lo stesso numero di protoni e quindi appartengono allo stesso elemento, ma differiscono per il numero di neutroni e per la massa. Gli isotopi radioattivi si distinguono inoltre per vita media e modalità di decadimento.

Sicurezza

Manipolazione ed esposizione

I rischi associati all’erbio dipendono dalla forma chimica, dalla dose e dalla via di esposizione. L’elemento, i suoi ioni e i suoi composti possono avere effetti biologici e ambientali molto diversi; occorre consultare i dati di sicurezza della sostanza effettivamente manipolata.