铒 （莫桑德尔发现的金属元素）

简介

铒多用于制备放大器和激光器，如掺饵光纤放大器（Erbium Doped Fiber Amplifier，EDFA）和铒钇铝石榴石（Er:YAG）激光，前者在光纤通信中应用广泛，后者则在临床治疗中多有运用，如预防继发龋、治疗汗管瘤等，除此之外，铒在有色玻璃、陶瓷及搪瓷制作等方面也有应用。

发现历史

铒，源自瑞典钆矿石的发现地——伊特拜（Ytterby）镇。1843年，瑞典科学家莫桑德尔（C.G.Mosander）将硅铍钆矿分离出三种材料，命名氧化钇（yttria）、氧化铒（erbia）和氧化铽（terbia）。但由于性质和名称的相似，氧化铒与氧化铽是混淆的。1877年，铒的命名得以纠正，这一时期的氧化铒在后来被证明由五种氧化物组成，现在称为氧化铒、氧化钪、氧化钬、氧化铥和氧化镱。直至二十世纪初，于尔班（Urbain） 和詹姆斯（James）独立分离出了氧化铒（Er₂O₃）_。1934年，克莱姆 （Klemm）和波墨（Bommer） 通过用钾蒸气还原无水氯化物，首次提纯了金属铒。

分布情况

铒在地壳中的丰度为2.5x10%，在海洋中的丰度为0.0009ppm（重量），存在于黑稀金矿、硅铍钇矿、褐钇铌矿和磷钇矿中，也存在于核裂变产物中。商业中使用的铒主要来源于磷钇矿和黑稀金矿，磷钇矿的主要产地为澳大利亚、马来西亚、加拿大，中国、澳大利亚、挪威、巴西等国亦有分布。黑稀金矿则主要在美国、澳大利亚等地区分布。

截至2022年，全球铒远景储量最高的地区为格兰陵的科瓦内湾（Kvanefjeld），含量超过0.04吨，其次为肯尼亚的米玛希尔（Mrima Hill），含量可达0.02吨。

物质结构

铒在室温下是六方密堆积晶体结构，属P63/mmc空间群，其晶胞参数为a=b=355.88 pm，c=558.74 pm；α=β=90.000°，γ=120.000°。铒的基态电子构型为1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p6s（[Xe]4f6s），化合价为＋3。

理化性质

物理性质

铒为深灰色（暗灰色）金属，有光泽，质软，有延展性，在低温下是反铁磁性，在接近绝对零度时为强铁磁性，并为超导体。铒的相对密度为9.01g/cm，熔点 1529℃，沸点 2363℃，电阻率 83。不溶于水，溶于酸。

化学性质

铒的化学性质活泼，能在空气中迅速氧化，其主要氧化态为Er，会因生成一层氧化物薄膜而失去金属光泽。铒与冷水作用较缓慢，但与热水激烈作用并放出氢气，并能够与许多非金属化合物发生反应，形成氧化物，氯化物、硫酸盐、硝酸盐、草酸盐等。

图意

易燃的

H228（97.96%）：易燃固体

健康危害

铒属有毒物质，其毒性随摄入生物体内的的方式的不同而有所不同。经口摄入时具有低毒性，经腹腔注入具有中等毒性，经静脉注入则具有高毒性。