ఇర్బియం

Erbium, ₀₀Er

Erbium
Pronunciation	/ˈɜːrbiəm/ ​(UR-bee-əm)
Appearance	silvery white
Standard atomic weight Ar°(Er)
	167.259±0.003 167.26±0.01 (abridged)
Erbium in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Ununtrium Flerovium Ununpentium Livermorium Ununseptium Ununoctium – ↑ Er ↓ Fm holmium ← erbium → thulium
Group	f-block groups (no number)
Period	period 6
Block	f-block
Electron configuration	[Xe] 4f12 6s2
Electrons per shell	2, 8, 18, 30, 8, 2
Physical properties
Phase at STP	solid
Melting point	1802 K ​(1529 °C, ​2784 °F)
Boiling point	3141 K ​(2868 °C, ​5194 °F)
Density (near r.t.)	9.066 g/cm3
when liquid (at m.p.)	8.86 g/cm3
Heat of fusion	19.90 kJ/mol
Heat of vaporization	280 kJ/mol
Molar heat capacity	28.12 J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 1504 1663 (1885) (2163) (2552) (3132)
Atomic properties
Oxidation states	0, +1, +2, +3 (a basic oxide)
Electronegativity	Pauling scale: 1.24
Ionization energies	1st: 589.3 kJ/mol 2nd: 1150 kJ/mol 3rd: 2194 kJ/mol
Atomic radius	empirical: 176 pm
Covalent radius	189±6 pm
Spectral lines of erbium
Other properties
Natural occurrence	primordial
Crystal structure	​hexagonal close-packed (hcp)
Speed of sound thin rod	2830 m/s (at 20 °C)
Thermal expansion	poly: 12.2 µm/(m⋅K) (r.t.)
Thermal conductivity	14.5 W/(m⋅K)
Electrical resistivity	poly: 0.860 µΩ⋅m (r.t.)
Magnetic ordering	paramagnetic at 300 K
Young's modulus	69.9 GPa
Shear modulus	28.3 GPa
Bulk modulus	44.4 GPa
Poisson ratio	0.237
Vickers hardness	589 MPa
Brinell hardness	814 MPa
CAS Number	7440-52-0
History
Naming	after Ytterby (Sweden), where it was mined
Discovery	Carl Gustaf Mosander (1842)
Isotopes of erbium

మౌలిక సమాచారం

ఇర్బియం ఒక రసాయనిక మూలకం. మూలకాల ఆవర్తన పట్టికలో ల్యాంథనాయిడుల శ్రేణికి చెందిన, f బ్లాకుకు చెందిన,6 వపిరియడ్‌కు చెందిన మూలకం. ప్రకృతిలో ఈ మూలకం సాధారణంగా ఇతర మూలకాలఖనిజాల లతో కలిసి భూమిలో లభిస్తుంది.

చరిత్ర

ఇర్బియాన్ని మొదట 1843 లో కార్ల్ గుస్తఫ్ మోసండర్ (Carl Gustaf Mosander) అను స్వేడన్ శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నాడు.గాడో లినైట్ (gadolinite) అనే ఖనిజం నుండి ఇర్బిడియాన్ని మూడు భాగాలుగా వేరుచేసివాటికి ఇట్రియా (yttria, ఇర్బియ (erbia), టేర్బియా (terbia) అని పేర్లు పెట్టాడు. ఇర్బియాన్ని మొదట స్విడనులోని ఇట్టర్బి (ytterby) అనుగ్రామంలో లభించిన ఖనిజం నుండి మొదటగా కనుగోనటం వలన, ఆ గ్రామనామం కలిసివచ్చేలా ఇర్బియం అని నిర్ణయించారు.

లభ్యత

భూమి ఉపతితల పటలంలో ఇర్బియం 3.5 మి.గ్రాము /కిలో ఉండును.సముద్ర జలంలో8.7×10⁻⁷మి.గ్రాం /లీటరు భూమి ఉపరితల మట్టిలో తగినంత పుష్కలంగా లభించు మూలకాలలో ఇర్బియం 45 వది. ఇర్బియం అరుదైన మృత్తిక, మిగతా అరుదైన మృత్తికలవలె ఇదికూడా ప్రకృతిలో విడిగా మూలకంరూపంలో లభ్యం కాదు, కాని ఇది మోనజైట్ (monazite) ఇసుకఖనిజంలో లభించును. గతంలో ముడిఖనిజాల నుండి అరుదైన మృత్తికలను వేరుచేయ్యడం చాలా కష్ట తరంగా, అధిక ధనవ్యయంతో కూడుకున్నదై యుండేది. కాని 20 శతాబ్దిలో పరివర్తన వర్ణలేఖన విధానాన్ని (ion-exchangechromatography methods ) అభివృద్ధి పరచిన పిమ్మట, అరుదైన మృత్తిక మూలాల ను, వాటి సమ్మేళనాలను వేరుచేయ్యటం సులభతరం అయ్యింది.

భౌతిక ధర్మాలు

ఇర్బియం సాధారణ ఉష్ణోగ్రత వద్ద వెండి లా తెల్లగా ఘనస్థితిలో ఉండు మూలకం. ఈ మూలకం యొక్క పరమాణు సంఖ్య 68.న్యూట్రానులసంఖ్య 99. పరమాణు భారము 167.257 మోల్/గ్రామ్. తటస్థ పరమాణు ఎలక్ట్రాను విన్యాసం [Xe] 4f¹² 6s²..ఇర్బియం యొక్క సంకేత అక్షరము Er.ఇర్బియం అరుదైనమృత్తిక లోహం.ఇర్బియం యొక్క ద్రవీభవన స్థానం 1529 °C. భాష్ఫిభవన స్ధానం 2868 °C.గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఇర్బియం యొక్క సాంద్రత 19.90 గ్రాములు/సెం.మీ³. మూలకం ద్రవస్థితిలో ఉన్నప్పుడు సాంద్రత 18.8 గ్రాములు/సెం.మీ ³. అణువు స్పటిక నిర్మాణం అరుభుజాల సౌష్టవం కలిగియుండును. ఇర్బియం లోహం యొక్క ఉష్ణ వాహక తత్త్వం 14.5W /m ⁻¹.k ⁻¹.ఇర్బియం యొక్క పింకు రంగు Er³⁺ అయానులకున్న ఆప్టికల్ ఫ్లోరోసెంట్ లక్షణాలవలన దీనిని కొన్నిరకాల లేసరు అప్లికేసనులలో ఉపయోగిస్తారు.

శుద్ధమైన ఇర్బియం మెత్తని, తీగెలు, రేకులుగా సాగు లక్షణమున్నలోహం.ఇర్బియం మెత్తటి మూలకమైన ప్పటికి గాలిలో స్థిరంగా ఉంది, తతిమ్మా అరుదైన మృత్తిక లోహాలవలె కాకుండగా, నెమ్మదిగా ఆక్సీకరణ పొందును.ఈ మూలకం యొక్క లవణాలు గులాబీ రంగులో ఉండును.ఈ మూలకం మామూలు కాంతిలో, అతినీలలోహిత కాంతిలో, పరాణు కాంతిలో ఒకప్రత్యేక మైన అవశోషణ వర్ణక్రమముబంధనం కలిగి యున్నది. 19K కన్న తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఫెర్రో మాగ్నెటిక్ ధర్మాలను,19-80 K మధ్యలో అంటి ఫెర్రో మాగ్నెటిక్ గుణాలను,80 K దాటినచో పారా మాగ్నెటిక్ లక్షణాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది.ఇర్బియం మూలకపు అణువు ప్రోపెల్లరు ఆకారపు కేంద్రీయ సమూహాసౌష్టవము కలిగి, ఇర్మియం పరమాణు లమధ్య దూరం 0.35 nm ఉండును.

రసాయనిక లక్షణాలు

ఇర్బియం గాలిలో మెల్లగా ఆక్సీకరణ వరణ వలన మెరుపు తగ్గి మసక బారుతుంది. అలాగే గాలిలో త్వరగా దహనం చెంది ఇర్బియం (III) ఆక్సైడును ఏర్పరచును.

4 Er + 3O₂ → 2 Er₂O₃

ఇర్బియం ఎలక్ట్రో ధనాత్మకత కలిగియుండి, చల్లనినీటిలో మెల్లగా, వేడినీటిలో వేగంగా చర్యలో పాల్గొని ఇర్బియం హైడ్రోక్సైడ్‌ను ఏర్పరచును.

2 Er (s) + 6 H₂O (l) → 2 Er (OH) ₃ (aq) + 3 H₂ (g)

ఇర్బియం లోహం అన్ని హలోజనులతో రసాయనిక చర్యలో పాల్గొనును. ఇర్బియం హలోజను లవణాలను ఏర్పరచును.

2 Er (s) + 3 F₂ (g) → 2 ErF₃ (s) [పింకు]

2 Er (s) + 3 Cl₂ (g) → 2 ErCl₃ (s) [ఊదా/నీలలోహితం]

2 Er (s) + 3 Br₂ (g) → 2 ErBr₃ (s) [ఊదా/నీలలోహితం]

2 Er (s) + 3 I₂ (g) → 2 ErI₃ (s) [ఊదా/నీలలోహితం]

ఇర్బియం సజల సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంలో కరిగిజలయోజిత ఇర్బియం ఆయానులను (Er (III) ions) ఏర్పరచును.ఇది గులాబి-ఎరుపు రంగులో ఉన్న [Er (OH₂) ₉]³⁺ హైడ్రేటేడ్ సంక్లిష్టమైన సమ్మేళనం.

2 Er (s) + 3 H₂SO₄ (aq) → 2 Er³⁺ (aq) + 3 SO₂⁻⁴ (aq) + 3 H₂ (g)

ఐసోటోపులు

స్వాభావికంగా ప్రకృతిలో ఇర్బియం మూలకం 6 రకాల స్థిర ఐసోటోపులు ¹⁶²Er, ¹⁶⁴Er, ¹⁶⁶Er, ¹⁶⁷Er, ¹⁶⁸Er, ¹⁷⁰Er .వీటిలో ¹⁶⁶Er ఐసోటోపు ప్రకృతి సిద్ధంగా 33.503% లభించును. ఇవికాక 29 రకాల రేడియో ధార్మికత కలిగిన ఐసోటోపులను కూడా గుర్తించారు. ఈ రేడియో ధార్మికత కలిగి న ఐసోటోపులలో ఎక్కువ స్థిరమైన రేడియో ఐసోటోపు¹⁶⁹Er యొక్క అర్ధజీవిత కాలం 9.4 రోజులు. కాగా మిగిలిన రేడియో ఐసోటోపులలో¹⁷²Er అర్ధ జీవితకాలం 49.3గంటలు, ¹⁶⁰Er ఐసోటోపు అర్ధజీవిత కాలం 28.58గంటలు, ¹⁶⁵Er ఐసోటోపు అర్ధ జీవితకాలం10.36 గంటలు, ¹⁷¹Er ఐసోటోపు అర్ధ జీవితకాలం7.516 గంటలు, తతిమ్మా రేడియో ఐసోటోపుల అర్ధజీవిత కాలం 3.5 గంటల కన్న తక్కువ.కొన్ని రేడియో ఐసోటోపుల అర్ధ జీవిత కాలం 4 నిమిషాలకన్న తక్కువ.ఇర్బియం ఇంకను 13 న్యూక్లియరు ఐసోమరులు (meta states) కలిగియుండి, అందులో ఎక్కువ స్థిరమైన 167mEr ఐసోమరు అర్ధజీవితకాలం 2.269 సెకండులు.ఇర్బియం ఐసోటోపుల పరమాణు భారం,142.9663 u (143Er) నుండి 176.9541 u (177Er) వరకు ఉన్నది

ఉత్పత్తి

ErF3 ను కాల్సియంతో క్షయికరణ చెయ్యడం వలన శుద్ధమైన ఇర్బియం ఉత్పత్తి అగును

2ErF₃ + 3Ca → 2Er + 3CaF₂

1934 వరకు శుద్ధమైన.సచ్ఛమైన (pure) ఇర్బియాన్ని ఉత్పత్తి చెయ్యలేక పోయారు.1935లో Wilhelm Klemm మరి Heinrich Bommer శాస్త్రవేత్తలు స్వచ్ఛమైన ఇర్బియం క్లోరైడును పొటాషియం తోకలిపి వేడి చెయ్యడం ద్వారా మొదటి సారిగా ఉత్పత్తి చేసారు

ఉపయోగాలు/వినియోగం

ఇర్బియాన్ని పోటోగ్రాఫిక్ ఫిల్టరులో పరాణుకురణాలను శోషించుటకు ఉపయోగిస్తారు. పరమాణు పరిశోధనలలో న్యూట్రాను శోషణకడ్డిలలో ఉపయోగిస్తారు.వెనెడియం లోహంతో కలిపి మిశ్రమ దాతువుగా కలిపినచో, వెనెడియం యొక్క గట్టిదనాన్ని/కఠినత్వాన్ని తగ్గిస్తుంది. పింకురంగు కలిగిన ఇర్బియంఆక్సైడునుగాజు (glass), పింగాణి, క్యూబిక్ ఈజిర్కోనియ లకు రంగును కలిగించుటకై ఉపయోగిస్తారు.ఇర్బియం కలిపిన గాజును, సన్ గ్లాసెస్, ఆభరణాలలో చౌకరకపు రంగురాళ్ళగా ఉపయోగిస్తారు. ఇర్బియం–డోపుడ్ ఫైబరు అంపి ఫైరు (EDFA) లలో ఇర్బియం డోపుడ్ ఆప్టికల్సిలికా గ్లాస్‌ఫైబరును ఉపయోగిస్తారు.

జీవ క్రియల్లో ఇర్బియం పాత్ర

మానవజీవ జీవక్రియ వ్యవస్థలో ఇర్బియం యొక్క పాత్ర లేనప్పటికీ, ఈ మూలక లవణాలు జీవక్రియను ఉద్దీపనచేయును. మానవును దేహంలో ఎక్కువపాళ్ళలో ఎముక లలో ఉండును.అలాగే మూత్రపిండాలు, కాలేయంలో కూడా ఉండును.

విషప్రభావం

ఇర్బియంమానవునుకి విషకారి.పొరబాటున కడుపులోకి వెళ్ళిన జీర్ణాశయంపై విష ప్రభావం కల్గించును.కాని ఇర్బియం యొక్క సమ్మేళనాలు మాత్రం విషతుల్యము కాదు. పుడి రూపంలో ఉన్న ఇర్బియం వలన అగ్ని ప్రమాదము జరుగు అవకాశమున్నది.