Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ЭРБИЙ

ЭРБИЙ (от назв. селения Иттербю, Ytterby в Швеции; лат. Erbium) Еr, хим. элемент III гр. периодич. системы, относится к редкоземельным элементам; ат. н. 68, ат. м. 167,26. В природе 6 стабильных изотопов: 162Еr(0,14%), 1б4Еr(1,61%), 166Еr(33,6%), 167Еr(22,95%), 168Еr(26,8%), 170Еr(14 9%). Конфигурация внеш. электронных оболочек атома 4f l25s25p66s2; степени окисления +3, редко +1; энергии ионизации при последоват. переходе от Ег0 к Еr5+ равны соотв. 6,10, 11,93, 22,74, 42,65, 65,1 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,24; атомный радиус 0,175 нм, ионные радиусы Еr3+ (в скобках даны координац. числа) 0,103 (6), 0,109 (7), 0,114 (8), 0,120 (9) нм.
Содержание в земной коре 3,3 x 10-4% по массе, в морской воде 6 x 10-7 мг/л. Вместе с др. РЗЭ содержится в минералах ксенотим, эвксенит, монацит, бастнезит, лопарит, ортит и др.

Свойства. Эрбий- серебристо-белый металл, имеет одну кристаллич. модификацию структурного типа Mg с гексагон. кристаллич. решеткой, а = 0,35588 нм, с = 0,55874 нм, z = 2, пространств. группа Р63/ттс; т. пл. 1522 °С, т. кип. 2510 °С; плотн. 9,062 г/см3;6042-1.jpg 28,12 Дж/(моль х К);6042-2.jpg 316,5 кДж/ моль;6042-3.jpg73,18 Дж/(моль х К); давление пара при т-ре плавления 2-8 МПа; температурный коэф. линейного расширения 1,23 х 10-5 К-1;6042-9.jpg 8,5 х 10-7 Ом х м; парамагнетик, магн. восприимчивость +2,63 х 10-7; ферромагнетик ниже 20 К (точка Кюри); антиферромагнетик ниже 84 К (т-ра Нееля); модуль упругости 74,8 ГПа, модуль сдвига 30,2 ГПа; коэф. Пуассона 0,238;6042-10.jpg286 МПа. Легко поддается мех. обработке (инертная атмосфера).

СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭРБИЯ

Показатель
Еr2O3
ErF3
ErCl3
Цвет
Светло-розовый
Светло-розовый
Розово-фиолетовый
Сингония
Кубич.
Моноклинная
Ромбет.
Тритон.
Моноклинная
Параметры ячейки: а, нм




1,0547





1,387



0,63354





0,4024





0,680

b,нм
_
0,3470
0,6846
_
1,179
с, нм
_
0,8555
0,4380
0,4125
0,639
угол, град
_
100,17
_
_
110,7
Число формульных единиц в ячейке
16
6
4
1
4
Пространственная группа
Ia3
C2/m
C3m1
C3ml
С2/m
Т. пл., °С
2380
1020a (3 МПа)
1117a
1146
776
Т. кип., °С
<3500
_
_
_
1500
6042-4.jpg Дж/(моль x К)
108,5
100,8
6042-5.jpg кДж/моль
-1897,86
-1698
29,5б
-1000,3
6042-6.jpg Дж/(моль х К)
154,3
121,3
155
6042-7.jpg кДж/моль
462,3
280,9

а Т-ра полиморфного перехода.6042-8.jpg полиморфного перехода.

На воздухе компактный эрбий окисляется медленно, при нагр. во влажном воздухе неск. быстрее, с минеральными к-тами дает соли, кипящей водой медленно окисляется, взаимод. с О2, галогенами, халькогенами, N2 и Н2 при натр., давая соед. Еr(III). В водных средах эрбий существует в виде гидратир. ионов Еr3+ . С разл. орг. и неорг. лигандами ион Еr(III) образует соед. с координац. числами от 9 до 15. По хим. св-вам подобен др. лантаноидам(III). Еr(I) известен только в гидролитически неустойчивых галогенидных кластерах типа ЕrХ, Еr4Х5, Еr7Х10, Еr6Х7 и т. п., где X = С1, Вr, I, образующихся при взаимод. металлич. эрбия с ЕrХ3. Соед. Еr(III) окрашены в розовый цвет, моногалогениды имеют черную окраску.
Сесквиоксид Еr2О3 (табл.) получают разложением Er(NO3)3, Er2(SO4)3, Er2(CrO4)3, или др. солей на воздухе обычно при 800-1000 °С; компонент спец. керамик, люминофоров, лазерных стекол; временно допустимая концентрация в воздухе 4 мг/м3.
Трифторид ErF3 получают взаимод. Еr2О3 с HF-газом при 500 °С, термич. разложением фгораммониевых солей, напр. (NH4)3ErF6, при 400-500 °С в атмосфере Аr, N2; применяют для получения чистого металлич. эрбия металлотермич. способом, в качестве компонента твердых электролитов. Трихлорид ЕrС13 сильно гигроскопичен; получают взаимод. смеси С12 и СС14 с оксидом или оксалатом эрбия выше 200 °С, хлорированием эрбия и др.; применяют для получения металлоорг. соед. эрбия и металлич. эрбия металлотермически или электрохимически.

Получение и применение. Эрбий из прир. смеси РЗЭ выделяют методами экстракции и хроматографии. Дальнейшую очистку, как правило, проводят хроматографически. Металлич. эрбий получают из фторида и хлорида металлотермически или электрохимически. Выпускают в небольших масштабах и используют гл. обр. в исследоват. целях как активатор люминесценции (в т. ч. в твердотельных лазерах), для изготовления магн. материалов (сплавы с Fe, Co, Ni, Re).
Эрбий был открыт К. Мосандером при исследовании эрбиевых концентратов в 1843.
Комплексные соединения эрбия характеризуются чаще всего высокими координац. числами (вплоть до 12), что обусловлено большими размерами ионов Ег(Ш). Для координац. соед. эрбия известны октаэдрические, пентагонально-бипирамидальные, додеказдрические, икосаздрические, призматические и др. координац. полиэдры. Хим. связь эрбий-лиганд преим. ионная, эффективные заряды на атоме эрбия в соед. от +2,5 до +2,7, т. е. имеется нек-рый вклад ковалентной составляющей. Ковалентность увеличивается в ряду РЗЭ по мере уменьшения размера ионов РЗЭ(III) и для эрбия существенно более значима по сравнению с легкими РЗЭ (лантаном, неодимом).
Комплексные соед. эрбия имеют относительно высокие константы устойчивости, что в особенности характерно для соед. с полидентатными лигандами. Из неорг. производных наиб. важны гидроксокомплексы состава [Еr(Н2О)т(ОН)п]3-n, где n =1-3, т = 2-6, галогенидные комплексы, как катионные (напр., состава [МХ]2+), так и анионные (напр., [МХ4]-,6042-11.jpg6042-12.jpgгде X - галоген), нитратные, сульфатные, фосфатные и т. д. Стабильность ацидокомплексов уменьшается в след, ряду лигандов:

6042-13.jpg

Из комплексов с орг. лигандами перспективны6042-14.jpg-дикетонаты, используемые для группового разделения РЗЭ путем фракционной сублимации. В этих случаях чаще всего применяют дипивалоилметанаты [ф-ла I, R = (СН3)3С] или ацетилацетонаты (I; R = СН3). Используются, кроме того, комплексы с дикарбоновыми к-тами (оксалаты, малонаты, сукцинаты и др.), монокар-боновыми к-тами (вплоть до С30), с аминами, а также комплексонаты.

6042-15.jpg

Последние применяют в технологии разделения и глубокой очистки РЗЭ методами ионного обмена, экстракции. Получают комплексные соед. эрбия (как и других РЗЭ) взаи-мод. оксидов, гидроксидов, а также р-ров солей Еr(III) с соответствующими лигандами с послед. кристаллизацией при упаривании р-ра или высаливании из него. Применяют их в технологии разделения и очистки собственно РЗЭ, при отделении лантаноидов и актиноидов и др. Чаще всего эти соед. в технол. практике являются полупродуктами при получении разнообразных материалов, в т. ч. галогенидных, оксидных и др. стекол, керамик со св-вами высокотемпературных сверхпроводников и др.

Химия других, по крайней мере тяжелых, РЗЭ подобна химии комплексных соед. эрбия.

Л. И. Мартыненко. Ю. М. Киселев, С. Д. Моисеев.

Еще по теме:

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн