Erbium
Erbium (68) [Er]
Ordnungszahl
CAS-Nummer
Anteil Erdhülle
Relat. Atommasse Atomradius
Schmelzpunkt Siedepunkt Oxidationszahlen
Dichte
Härte (Mohs)
Elektronegativität
Elektronenkonfig.
68
7440-52-0
2,3 ppm 167,259 (3) 175 (226) pm 11529 °C
2900 °C 3
9,045 g/cm³
keine Angabe
1,24 (Pauling)
[Xe ]4f12 6s2
GHS Gefahrenstoffkennzeichnung (Pulver):
H: 228
P: 210
EU-Gefahrenstoffkennzeichnung (Pulver):
R: 11
S: 43
Geschichte
Im Jahr 1843 konnte der schwedische Chemiker Carl Gustav Mosander aus der bereits entdeckten Ytter-Erde zwei neue “Erden” isolieren. Hierbei handelte es sich um unreine Oxide, die er “Erbia” und “Terbia” nannte. Die darin enthaltenen Oxide der Seltenerdelemente Erbium, Scandium, Holmium, Thulium und Ytterbium waren nur schwer unterscheidbar. Um die spätere Aufklärung dessen machten sich die Chemiker Marc Delafontaine und Nils Johan Berlin verdient. Die Namen der Elemente Yttrium, Terbium, Erbium und schließlich auch Ytterbium wurden aus dem schwedischen Ortsnamen Ytterby abgeleitet, der Ort an dem man die Ytter-Erde erstmals fand.
Reines Erbiumoxid stellten 1905 der französische Chemiker Georges Urbain und der amerikanische Chemiker Charles James her. Die Herstellung des reinen Metalls gelang erst 1934 durch Karl Andreas Hofmann in Berlin.
Physikalische und Chemische Eigenschaften
Eerbium gehört zu den Lanthanoiden und damit auch zu den Elementen der Seltene Erden. Reines, metallisches Erbium glänzt silberweiß und ist leicht schmiedbar. Trotz der Duktilität ist das Metall spröde.
Bei Kontakt mit Luft läuft Erbium an der Oberfläche grau an, ist dann aber auch verhätnismäßig beständig. Bei höheren Temperaturen verbrennt es zum dem pinkfarbenen Sesquioxid bzw. Erbium(III)-Oxid [Er2O3]. Mit Wasser reagiert es unter Wasserstoffentwicklung zum Erbiumhydroxid. In Mineralsäuren löst es sich unter Bildung von Wasserstoff auf.
In seinen Verbindungen liegt es in der Oxidationsstufe +3 vor, die Er3+-Kationen bilden mit Wasser rosafarbene Lösungen. Feste Salze, wie Erbium(III)-sulfat [Er2(SO4)3 · 8 H2O] sind ebenfalls rosa gefärbt.
Verwendung
Erbium wird neben anderen Selten-Erd-Elementen wie Neodym, Dysprosium oder Holmium zur Dotierung von Laserkristallen in Festkörperlasern eingesetzt. Diese wiederum finden verschiedenste Anwendungen.
Erbium-dotierte Lichtwellenleiter werden für optische Verstärker verwendet. Diese sind in der Lage ein über Glasfaser übermitteltes Lichtsignal zu verstärken, ohne es zuvor in ein elektrisches Signal zu wandeln.
Gold als Wirtsmaterial dotiert mit einigen hundert ppm Erbium wird als Sensormaterial magnetischer Kalorimeter zur extrem genauen hochauflösenden Teilchendetektion in der Physik und Technik eingesetzt.
Aufgrund seines Absorptionsvermögens von Wasserstoff eignet sich Erbium zur Gasspeicherung
Als reiner Beta-Strahler wird 169Er in der Nuklearmedizin zur Therapie bei der Radiosynoviorthese eingesetzt.
Herstellung
Toxikologie
Erbium gilt als leicht entzündlich, vor allem in Pulverform. Das feinverteilte Metall, die Oxide und die Hydroxide reizen Augen und Schleimhäute. Dauerhaften Einatmen sollte darum vermieden werden.
Das kompakte Metall ist chemisch weniger aggressiv.