Erbium

Erbium — lantanoidlər qrupunda olan, D.İ.Mendeleyevin kimyəvi elementlərinin dövri sistemində altıncı dövrün üçüncü qrup əlavə yarımqrupunun kimyəvi elementidir. Nadir torpaq elementlərinə (ittrium yarımqrupu) aiddir
Atomun xassələri
adı,simvolıu,nömrəsi                            Erbium, Er, 68
atom kütləsi(molyar kütlə)                   167,259 a.k.v. ̶   (q/mol)
elektron  konfiqurasiyası                      4f126s2
atom radiusu                                         178 nm
Kimyəvi xassələri
kovalent radiusu                                   157 nm
ion radiusu                                            (+3e) 88,1 nm     
elektromənfiliyi                                    1,24 (Polinq şkalasında)
elektrod potensialı                                Er - Er3+ - 2,32V
oksidləşmə dərəcəsi                              3
ionlaşma enerjisi                                   581,0 (6,02) kl/mol
Bəsit maddənin termodinamiki xassələri
sıxlığı (n.ş)                                              9,06 q/sm3
ərimə temperaturu                                   1802 K
qaynama temperaturu                              3136 K
xüsusi buxarlanma istiliyi                       317 kc/mol
molyar istilik tutumu                               28,12 C/k • mol
molyar həcm                                          18,4 sm3/mol
Bəsit maddənin kristallik qəfəsi
qəfəsin strukturu                                  heksaqonal
qəfəsin parametrləri                             a=3,560  c=5,587 Aᵒ
c/a nisbəti                                             1,570
Tarixi
İlk dəfə 1843-cü ildə isveç kimyasıcı Karl Qustav Mosander İtterbyu kəndinin yaxınlığından tapılan qadolinit mineralından almışdı. Mosander Y2O3  ̶  ün konsentratında qarışıq aşkar etdi və qarışığı 3 fraksiyaya ayırdı : ittrium, çəhrayı terbium və rəngsiz erbium. Qeyd etmək lazımdır ki, bir ara terbium və erbiumu çaşdırırdılar. 1860-cı ildə terbium erbiuma, 1877-ci ildə isə erbium terbiuma adlarını dəyişildi.
1864-cü ildə Mark Delafonten qadolinitlə işləməyə başladı: müxtəlif üsullar ilə, o cümlədən qaz odluğu istifadə etməklə erbium və onun birləşmələri hərtərəfli öyrənildi. Itterbiumdan ayrıldıqdan sonra qalan erbiumun xassələrini öyrənərkən, Per Teodor Kleve 1879-cu ildə fraksiyanın müxtəlif cinsli olmasının nəticəsinə qəldi və onun tərkibində daha iki element kəşf etdi: tulium və qolmium.
Daha təmiz Er2O3 1905-ci ildə Jorj Urben və Çarlz Ceyms tərəfindən bir birindən asılı olmayaraq alınmışdır. Amma təmiz metalı yalnız 1934-cü ildə Klem və Bomer almışdılar. 1990-cu illərdə şüşələrə boya kimi istifadə nəticəsində erbiumun çin oksidi qiymətdə xeyli düşdü.
Təbiətdə tapılması
Yer qabığında erbiumun klarkı (Teylora görə)  ̶  3.3 q/T, okeanların suyunda miqdarı  ̶  2.4•10-6. Bu qatılıqların miqdarı xeylidir ki, erbiumu yer kütləsində kimyəvi elementlərin paylanmasında 45-ci  yer tutsun (qurğuşuna nisbətən daha çox paylanıb).
Digər nadir- torpaq elementlər kimi, erbium təbiətdə sərbəst halda rast qəlmir, lakin monasit qumalarının tərkibində tapılır. Tarix boyu nadir- torpaq elementlərinin ayrılması çox çətin və məsrəflidir,lakin XX əsrin axırlarında əldəedilmiş ionmübadilə xromatoqrafiyasından sonra, onların alınması xeyli asanlaşdı.Erbiumun əsas kommersiya podratçısı  ksenotin və evksenit mineralıdır  və bu yaxın vaxtlara qədər Çinin şərqində olan gildir:  bunun nəticəsində Çin bu elementin əsas podratçısı oldu. Yüksək ittriumlu fraksiyada ittriumun konsentratı 2/3 kütləyə görə, erbiumun isə təqribən 4-5% təşkil edir. Turşuda konsentrat həll etdiqdən sonra erbium məhlulu xarakterli çəhrayı rəngə boyayır  ̶  o rəng ki, Mozander İtterbiya qəsəbəsində mineralı müşayidə etmişdir.Erbium lantanoidlər tərkibinə daxildir və çox nadir halda rast gəlir. Lantanoidlər ABŞ-də, Qazaxstanda, Russiyada, Ukraynada, Avstraliyada, Braziliyada, Hindistanda və Skandinaviyada rast qəlir.
İzotoplar
Təbii erbium 6 stabil izotopdan ibarətdir:  Er-162, Er- 164,  Er-166, Er-167, Er-168, Er-170. 166Er ən çox yayılmışdır 33,503%). 29 radioizotopu təsvir olunub, onlardan yarıparçalanma dövrü 9,4 gün ərzi olan 169Er daha stabildir, sonra yarıparçalanma dövrü 49,3 saat olan 172Er; yarıparçalanma dövrü 28,58 saat olan 166Er; yarıparçalanma dövrü 10,36 saat olan 165Er; yarıparçalanma dövrü 7,516 saat olan 171Er-dir. Erbiumun izotoplarının atom kütlələrinin diapozonu 142,663-dən 176,951-dir.
Alınması
Metallik erbium erbium xloridin (flüoridin) ErCl3(ErF3) ərintisinin elektrolizindən, habelə bu duzların kalsium termik reduksiyasından alınır.
Tətbiqi
Erbiumun əsas tətbiq istiqamətlərindən biri atom texnikasında oksid şəklində tətbiq olunmasıdır. Məsələn, erbiumun və uranın oksidlərinin qarışığı reaktorların (enerjipaylanmasını, texniki-iqtisadi parametlərinin) işləməsini çox yaxşılaşdırır və ən aktualı  ̶  reaktorların işləməsinin təhlükəsizliyini təmin edir. Erbium monooksidi yüksəkeffektli lazer materialı kimi istifadə olunur. 3 mkn dalğa uzunluğunda işləyən fasiləsiz erbium və tuluium  impuls lazerləri kimi  lazer cərrahiyəsində tətbiq olunmasına uyğun qəlir. İşləyən dalğanın uzunluğu suyun   O-H atomlarının rəqs etmə tezliyi ilə üst-üstə düşür  ̶  çox güclü bioloji toxumalar tərəfindən şüanın udulması baş verir. Habelə çox uzun məsəfələrdə işləyən optik liflərin istehsalında kvars ərintilərinə  erbium oksidi əlavə olunur  (ELL- erbium ilə leqirləşmiş lif). Kvars ipində paylaşarkən siqnalıın təbiisönməsi artıq uzun optik trassaları quraşdıranda siqnalın aralıq reqenerasiya problemi üzə çıxır.
Əgəgr trassa “mürəkkəb” sahələrdən keçirsə,  regenerasiya “dəyişilmiş” stansiyaların yerləşdirməsi texniki cəhətdən çox çətin bir məsələ olur ki, bu da ondan irəli gəlir ki belə stansiyaları elektrik enerji təchizah ilə təmin etmək lazımdır. Nadir-torpaq  elementi erbium ilə leqirlənmiş optik lif bir uzunluqda olan işiğı udmaq və başqa dalğa uzunluqda onu buraxmaq qabiliyyətinə malikdir. Erbium atomun həyəcandıraraq xarici yarıkeçirici lazer dalğa uzunluğu 980  və ya 1480 nm olan infraqırmızı işiğı lifə qöndərir. Dalğanın uzunluğu 1530-dan 1620 nm qədər olan optik siqnal lifə daxil olduqda həyəcanlanmış erbium atomu eyni dalğa uzunluqda qirmə siqnalı kimi işıq buraxır.
Ədəbiyyat
Зефиров Н.С. Химическая энциклопедия: М. Большая Российская энциклопедия. 1999. Т.5. С.487.
Handbook of the Physics and Chemistry of Rare Earths, 1988,pp 49–50.
J.Riley, G.Skirrow. Chemical Ocean ography V.1. 1965.

Kateqoriya:Kimyəvi elementlər
Kateqoriya:Lantanoidlər