Erbio

elemento chimico con numero atomico 68
Erbio
   

68
Er
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
olmio ← erbio → tulio
Aspetto
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico erbio, Er, 68
Serie lantanoidi
Gruppo, periodo, blocco —, 6, f
Densità 9 066 kg/m³
Configurazione elettronica
Configurazione elettronica
Proprietà atomiche
Peso atomico 167,259
Raggio atomico (calc.) 176 pm
Raggio covalente (189 ± 6) pm
Configurazione elettronica [Xe]4f126s2
e per livello energetico 2, 8, 18, 30, 8, 2
Stati di ossidazione 3 (basico)
Struttura cristallina esagonale
Proprietà fisiche
Stato della materia solido
Punto di fusione 1 802 K (1 529 °C)
Punto di ebollizione 3 141 K (2 868 °C)
Entalpia di vaporizzazione 280 kJ/mol
Calore di fusione 19,9 kJ/mol
Velocità del suono 2 830 m/s a 293,15 K
Altre proprietà
Numero CAS 7440-52-0
Elettronegatività 1,24 (scala di Pauling)
Calore specifico 170 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica 1,17 × 106  /m·Ω
Conducibilità termica 14,3 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione 589,3 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione 1 150 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione 2 194 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione 4 120 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso NA TD DM DE DP
160Er sintetico 28,58 ore ε 0,330 160Ho
162Er 0,139% Er è stabile con 94 neutroni
164Er 1,601% Er è stabile con 96 neutroni
165Er sintetico 10,36 ore ε 0,376 165Ho
166Er 33,503% Er è stabile con 98 neutroni
167Er 22,869% Er è stabile con 99 neutroni
168Er 26,978% Er è stabile con 100 neutroni
169Er sintetico 9,4 giorni β 0,351 169Tm
170Er 14,910% Er è stabile con 102 neutroni
171Er sintetico 7,516 ore β 1,490 171Tm
172Er sintetico 49,3 ore β 0,891 172Tm
iso: isotopo
NA: abbondanza in natura
TD: tempo di dimezzamento
DM: modalità di decadimento
DE: energia di decadimento in MeV
DP: prodotto del decadimento

L'erbio è l'elemento chimico di numero atomico 68, il suo simbolo è Er.

È un elemento delle terre rare e ha un aspetto argenteo metallico; si trova associato con altri lantanoidi principalmente nel minerale gadolinite, i cui principali giacimenti sono localizzati a Ytterby, in Svezia.

Indice

CaratteristicheModifica

L'erbio è un metallo malleabile, tenero, abbastanza stabile all'aria; resiste all'ossidazione più di altri elementi della serie dei lantanoidi. Dal punto di vista chimico è trivalente, ovvero tende ad assumere nei suoi composti il numero di ossidazione +3. I suoi sali sono di colore rosa e il suo sesquiossido (Er2O3) viene chiamato erbia.

Le sue proprietà reologiche sono molto influenzate dalle impurità presenti in esso. L'erbio non riveste alcun ruolo biologico noto.

ApplicazioniModifica

Gli usi dell'erbio sono svariati, e alcuni molto comuni: soprattutto come filtro in fotografia e, per via della sua ottima resilienza, come additivo in metallurgia. Altri usi:

StoriaModifica

L'erbio (dal nome della cittadina svedese di Ytterby) fu scoperto da Carl Gustav Mosander nel 1843. Mosander separò l'ittria dalla gadolinite in tre distinte frazioni, che chiamò ittria, erbia e terbia. Erbia e terbia all'epoca erano però confusi; dopo il 1860 quella che era nota come terbia fu rinominata erbia e nel 1877 quella che era nota come erbia fu rinominata terbia.

Un campione di ossido di erbio (Er2O3) abbastanza puro fu isolato indipendentemente nel 1905 da Georges Urbain e Charles James.

Il metallo non fu ottenuto puro fino al 1934, quando fu preparato per la prima volta per riduzione del suo cloruro anidro con vapori di potassio.

DisponibilitàModifica

L'erbio non si trova in natura come elemento puro, bensì combinato con altri elementi in minerali quali la monazite.

La sua separazione e purificazione sono sempre stati processi piuttosto laboriosi e costosi, anche se le tecniche di separazione basate sullo scambio ionico sviluppate nel tardo XX secolo hanno reso i lantanoidi e i loro composti molto meno costosi che in passato. Le principali fonti di erbio sono i minerali xenotite e euxenite-(Y).

L'erbio metallico in polvere può incendiarsi spontaneamente.

IsotopiModifica

L'erbio in natura è una miscela di 6 isotopi stabili, 162Er, 164Er, 166Er, 167Er, 168Er e 170Er. Di essi, 166Er è il più abbondante (33,6%).

Dell'erbio sono noti 23 isotopi radioattivi; i più stabili tra essi sono 169Er (con un'emivita di 9,4 giorni), 172Er (49,3 ore), 160Er (28,58 ore), 165Er (10,36 ore) e 171Er (7,516 ore). Gli altri hanno emivite inferiori alle 3,5 ore e la maggior parte di essi inferiore ai 4 minuti. Questo elemento presenta anche 6 metastati, di cui il più stabile è 167mEr (t½ 2,269 secondi).

La principale modalità di decadimento degli isotopi più leggeri di 166Er è la cattura elettronica e conversione in isotopi di olmio; gli isotopi più pesanti invece subiscono preferenzialmente un decadimento beta e conversione in isotopi di tulio.

PrecauzioniModifica

Come per gli altri lantanoidi, i composti di erbio sono considerati mediamente o poco tossici, benché la loro tossicità non sia ancora stata indagata in dettaglio.

BibliografiaModifica

Voci correlateModifica

Altri progettiModifica

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