Erbio

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  Hexagonal.svg Capa electrónica 068 Erbio.svg
 
68
Er
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Tabla completaTabla ampliada
Er,68.jpg
Blanco plateado
Información general
Nombre, símbolo, número Erbio, Er, 68
Serie química Lantánidos
Grupo, período, bloque n/a, 6, f
Masa atómica 167,259 u
Configuración electrónica [Xe]6s24f12
Dureza Mohs
Electrones por nivel 2, 8, 18, 30, 8, 2 (imagen)
Propiedades atómicas
Radio medio 175 pm
Electronegatividad 1,24 (Pauling)
Radio atómico (calc) 226 pm (Radio de Bohr)
Estado(s) de oxidación 3
Óxido Básico
1.ª Energía de ionización 589,3 kJ/mol
2.ª Energía de ionización 1150 kJ/mol
3.ª Energía de ionización 2194 kJ/mol
4.ª Energía de ionización 4120 kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido
Densidad 9066 kg/m3
Punto de fusión 1795 K (1522 °C)
Punto de ebullición 3136 K (2863 °C)
Entalpía de vaporización 261 kJ/mol
Entalpía de fusión 17,2 kJ/mol
Volumen molar 18,45·10-6 m3/mol m3/mol
Módulo de compresibilidad 44,4 GPa
Varios
Estructura cristalina Hexagonal
N° CAS 7440-52-0
N° EINECS 231-160-1
Calor específico 170 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 1,17·106 S/m
Conductividad térmica 14,3 W/(K·m)
Módulo elástico 69,9 GPa
Módulo de cizalladura 28,3 GPa
Velocidad del sonido 2830 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del erbio
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
160Er Sintético 28,58 h ε 0,330 160Ho
162Er 0,139% Estable con 94 neutrones
164Er 1,601% Estable con 96 neutrones
165Er Sintético 10,36 h ε 0,376 165Ho
166Er 33,503% Estable con 98 neutrones
167Er 22,869% Estable con 99 neutrones
168Er 26,978% Estable con 100 neutrones
169Er Sintético 9,4 d β- 0,351 169Tm
170Er 14,910% Estable con 102 neutrones
171Er Sintético 7,516 h β- 1,490 171Tm
172Er Sintético 49,3 h β- 0,891 172Tm
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.
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El erbio es un elemento químico de la tabla periódica cuyo símbolo es Er y su número atómico es 68. El erbio es un elemento un tanto raro de color plateado perteneciente a los lantánidos y que aparece asociado a otros lantánidos en el mineral gadolinita procedente de Ytterby (Suecia).

Características notables[editar]

Erbio metálico.

El erbio es un elemento trivalente, maleable, relativamente estable en el aire y no se oxida tan rápidamente como otros metales de las tierras raras. Sus sales son rosadas y el elemento origina un característico espectro de absorción en el espectro visible, ultravioleta y cerca del infrarrojo. Su óxido es la erbia. Las propiedades del erbio están muy influenciadas por la cantidad y tipo de impurezas presentes. El erbio no tiene papel biológico conocido alguno aunque algunos creen que es capaz de estimular el metabolismo. Los cristales o vidrios dopados con erbio pueden ser utilizados en amplificación óptica, en la que los iones de erbio son bombeados ópticamente alrededor de las longitudes de ondas de 980 nm o 1480 nm e irradian luz en longitudes de onda de 1550 nm. Este proceso puede ser utilizado para crear láseres y amplificadores ópticos. La longitud de onda de 1550 nm es especialmente importante para las comunicaciones ópticas porque las fibras ópticas normalizadas tienen pérdidas mínimas en esta longitud de onda.

Aplicaciones[editar]

Las aplicaciones del erbio son variadas; es utilizado habitualmente como filtro fotográfico y debido a su resistencia es útil como aditivo metalúrgico. Otros usos del erbio son:

  • Cuando se adiciona al vanadio como elemento de aleación el erbio rebaja la dureza y mejora el mecanizado.
  • El óxido de erbio tiene un color rosa y se utiliza a veces como colorante para vidrios y esmaltes para porcelanas. Ese mismo vidrio se utiliza a menudo en gafas de sol y joyería barata.
  • Las fibras ópticas de silicio dopadas con erbio son el elemento activo en los amplificadores de fibra dopados con erbio (EDFA), los cuales son amplia mente utilizados en comunicaciones ópticas. Las mismas fibras se pueden usar para crear fibras láser. La fibra dopada conjuntamente con erbio e iterbio se utiliza en fibras láser de gran potencia, las cuales están reemplazando gradualmente las fibras láser de CO2 en aplicaciones de soldadura y corte.

Historia[editar]

El erbio (de Ytterby, una ciudad sueca) fue descubierto por Carl Gustaf Mosander en 1843. Mosander separó la "itria" del mineral gadolinita en tres fracciones que denominó itria, erbia, y terbia. Nombró al nuevo elemento en honor a la ciudad de Ytterby, donde se encontraron grandes concentraciones de itria y erbio. La erbia y la terbia, sin embargo, se confundían por aquellos tiempos. Después de 1860, la terbia fue renombrada como erbia y en 1877 lo que era conocido como erbia se llamó terbia. Óxido de erbio (Er2O3) bastante puro fue aislado de forma independiente por Georges Urbain y Charles James en 1905. Hasta 1934 no se consiguió obtener erbio lo suficientemente puro cuando se consiguió reducir el cloruro anhidro con vapor de potasio.

Abundancia y obtención[editar]

Como otras tierras raras, el erbio nunca se encuentra como elemento libre en la naturaleza pero sí en minerales como la monazita. Históricamente siempre ha sido difícil y caro separar las tierras raras unas de otras a partir de sus menas pero las técnicas de producción basadas en el intercambio iónico desarrolladas a finales del siglo XX ha abaratado apreciablemente el coste de todas la tierras raras y sus compuestos químicos. Las principales fuentes comerciales de erbio son los minerales xenotimo y euxenita y recientemente las arcillas de adsorción iónica de China meridional. En las muestras ricas de itrio de este tipo de mena, el itrio representa alrededor de los 2/3 de la masa total; y la erbia (óxido de erbio) representa entre el 4 y 5%. Esta cantidad de erbio es suficiente para conferir un color rosa característico a la disolución cuando la muestra rica en erbio se disuelve en medio ácido. Este comportamiento cromático es extraordinariamente similar al que Mosander y los demás científicos que trabajaron con las tierras raras podrían haber visto en sus muestras de gadolinita procedente de Ytterby.

Isótopos[editar]

El erbio aparece en la naturaleza como mezcla de 6 isótopos estables: 162Er, 164Er, 166Er, 167Er, 168Er y 170Er; siendo el 166Er el más abundante (33,503% de abundancia). Se han caracterizado 29 radioisótopos, siendo el más estable el 169Er con un periodo de semidesintegración de 9,4 días, el 172Er con uno de 49,3 horas, el 160Er con uno de 28,58 horas, el 165Er con uno de 10,36 horas y el 171Er con uno de 7,516 horas. Los restantes isótopos radiactivos tienen períodos de semidesintegración inferiores a las 3,5 horas y la mayoría de ellos la tienen menor de 4 minutos. El erbio también tiene 13 metaestados, siendo el más estable el 167mEr (t½ 2,269 segundos).

La masa atómica de los isótopos del erbio varía entre 142,9663 u (143Er) y 176,9541 u (177Er). El principal modo de desintegración de los isótopos anteriores al isótopo estable más abundante, el 166Er, es la captura electrónica y el principal modo de los isótopos posteriores es la desintegración beta. Los productos de desintegración primarios anteriores al 166Er son isótopos del elemento 67 (holmio) y los productos de desintegración primarios posteriores son isótopos del elemento 69 (tulio).

Precauciones[editar]

Como los demás lantánidos los compuestos de erbio tienen baja o moderada toxicidad, aunque su toxicidad no se ha investigado detalladamente. El erbio metálico en polvo representa un riesgo de incendio y explosión.

Véase también[editar]


Referencias[editar]

Enlaces externos[editar]