Dysprosium

Dysprosium on ranskalaisen kemistin Paul-Émile Lecoq de Boisbaudranin vuonna 1886 löytämä  alkuaine, joka kuuluu harvinaisiin maametalleihin. Sen lyhenne on Dy, atomiluku 66 ja CAS-numero 7429-91-6. Dysprosiumin atomimassa on 162,50. Alkuaineella on seitsemän stabiilia isotooppia, joista luonnossa yleisin on 164Dy.

Alkuaineen nimi tulee kreikan kielen sanasta dysprositos eli "vaikeasti saatavissa oleva".

Kemialliset ominaisuudet 

Dysprosiummetalli tummuu hitaasti ja muuttuu ilman vaikutuksesta dysprosium(III)oksidiksi:
4 Dy + 3 O2 → 2 Dy2O3

Dysprosium on elektropositiivinen aine ja reagoi veden kanssa muodostaen dysprosiumhydroksidia ja vetykaasua:
2 Dy (s) + 6 H2O (l) → 2 Dy(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)

Dysprosiummetalli reagoi kiivaasti kaikkien halogeenien kanssa yli 200 °C:n lämpötilassa:
2 Dy (s) + 3 F2 (g) → 2 DyF3 (s) [vihreä]
2 Dy (s) + 3 Cl2 (g) → 2 DyCl3 (s) [valkoinen]
2 Dy (s) + 3 Br2 (g) → 2 DyBr3 (s) [valkoinen]
2 Dy (s) + 3 I2 (g) → 2 DyI3 (s) [vihreä]

Dysprosium hajoaa rikkihapossa, jolloin liuokseen muodostuu keltaisia Dy(III)-ioneja [Dy(OH2)9]3+-kompleksissa:
2 Dy (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Dy3+ (aq) + 3 SO42- (aq) + 3 H2 (g)

Syntynyt yhdiste, dysprosium(III)sulfaatti, on paramagneettista.

Isotoopit 
Luonnossa esiintyvä dysprosium koostuu seitsemästä pysyvästä isotoopista: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy, and 164Dy. Luonnon isotoopeista, 164Dy on yleisin (28,3%), seuraavaksi yleisin on 162Dy (25,5%), jota seuraavat 163Dy (24,9%), 161Dy (18,9%), 160Dy (2,33%), ja 158Dy (0,10%). Vähiten löytyy 156Dy:tä (0,06%).

Dysprosiumille on syntetisoitu 29 radioaktiivista isotooppia, näiden massaluvut ovat välillä 138:sta 173:een. Näistä vakain on 154Dy, jonka puoliintumisaika on 3×106 vuotta. Seuraavaksi stabiileimmat ovat 159Dy jonka puoliintumisaika on 144,4 päivää ja 166Dy (81,6 tuntia). Kaikkien muiden isotooppien puoliintumisajat ovat alle 10 tuntia, useimmiten vain joitain minuutteja tai sekunteja. Vähiten vakaa isotooppi, jolle puoliintumisaika on pystytty kokeellisesti määrittämään, on 139Dy (600±200 ms). Dysprosiumilla on myös ainakin 12 meta­stabiilia isomeeriä, joiden massaluvut ovat välillä 140:stä 165:een. Niistä pitkäikäisin on 165mDy (1,257 min).

Käyttö 

Puhtaana metallina dysprosiumilla ei ole käyttöä, koska se hapettuu nopeasti ilmassa. Sen sijaan dysprosiumin, neodyymin, raudan ja boorin seoksesta valmistetaan laadukkaita kesto­magneetteja, joita käytetään mm. tietokoneiden kovalevyissä. Terfenol-D on dysprosiumia sisältävä magneto­striktiivinen metalli­seos, joka magneetti­kentässä pitenee tai lyhenee silminnähtävästi. Sitä käytetään kaikuluotaimissa ja mikromekaanisissa moottoreissa.

Dysprosiumin ja halogeenien yhdisteitä, varsinkin dysprosium­in jodidia ja bromidia käytetään monimetallilampuissa. Nämä yhdisteet hajoavat lähellä lampun kuumaa osaa vapauttaen yksittäisiä dysprosiumatomeja. Nämä re-emittoivat fotoneja spektrin vihreässä ja punaisessa osassa tuottaen kirkasta valoa.

Dysprosiumia hyödynnetään myös radioaktiivista säteilyä mittaavissa annosmittareissa sekä eräissä lasereissa.

Huomautukset

Lähteet

Aiheesta muualla 

Periodictable: Technical data for Dysprosium 

Webmineral: Mineral Species containing Dysprosium (Dy) 
Mindat: The Mineralogy of Dysprosium 
Americanelements: Dysprosium Technical and Safety Data 
Dysprosiumin käyttöturvallisuustiedote, Sigma Aldrich, viitattu 28.1.2015.

Alkuaineet