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innere Übergangsmetalle: Erbium

Symbol: Er
Kategorie: innere Übergangsmetalle
Ordnungszahl: 68
Relative Atommasse: 167,26
Schmelzpunkt: 1795 K
Siedepunkt: 2783 K
Dichte: 9,05 g cm-3
Elektronegativität: 1,1
Ionisierungsenergie: 6,10 eV
Konfiguration: [Xe] 4f12 6s²
Oxidationszahlen: 3
Atomradius: 175,7 pm
Ionenradius: 89 pm (+3)

Der nachfolgende Artikel ist dem Lexikon der Chemie entnommen.

Das schwere Lanthanoid Erbium entsteht vermutlich überwiegend beim Verschmelzen von Neutronensternen sowie zu einem kleinen Anteil in der Außenhülle von roten Riesensternen. Zu den Lanthanoiden gehören Lanthan und die 14 darauf folgenden Elemente; sie sind die Seltenerdmetalle im engeren Sinne. Aufgrund der Struktur ihrer Valenzschale ähneln sie alle den Elementen Scandium und Yttrium; deswegen bilden sie wie diese bevorzugt dreiwertige Ionen, so auch Erbium.

Auf der Erde ist das Element nicht so selten wie der Begriff seltene Erden suggeriert. Es liegt in der Kruste zu etwa 3 Milligramm pro Kilogramm vor und ist damit etwas häufiger als Zinn. Ihren Namen verdanken die seltenen Erden dem Umstand, dass sie wenig eigene Lagerstätten bilden und nur mit anderen Seltenen Erden zusammen vorkommen. im Vergleich zu anderen Metallen sind die Elemente dieser Gruppe nur mit recht hohem Aufwand in Reinform zu isolieren.. Man produziert Erbium aus den Mineralen Xenotim und Euxenit sowie aus absorbierenden Tonen. Von den anderen seltenen Erden trennt man Erbium durch Ionenaustausch; bevor diese Technologie Standard war, konnte man das Metall praktisch nicht rein gewinnen. Wie fast jedes Metall dieser Reihe bildet es bevorzugt dreifach positiv geladene Ionen; Erbium ist reaktiv genug, um an der Luft anzulaufen und brennt beim Anzünden.

Die wichtigste Anwendung für Erbium sind Erbium-dotierte Faserverstärker, eine einfache Technik, um Signale in Glasfasern zu verstärken. Dabei werden Erbiumionen von einer externen Laserquelle in einen optisch angeregten Zustand »gepumpt«, die ankommenden Signale lösen dann eine stimulierte Emission aus, so dass das Signal verstärkt wird. Daneben härtet das Element als Legierungszusatz Vanadium und Vanadiumlegierungen, dient als Neutronenabsorber in Steuerstäben von Kernkraftwerken und färbt Glas ein; die dreiwertigen Ionen haben eine zartrosa Farbe. Erbiumlaser strahlen im Infraroten und werden stark von Wasser absorbiert. Weil sie deswegen nicht tief in Gewebe eindringen, sondern ihre Wirkung an einer Stelle entfalten, findet man solche Laser in vielen medizinischen und zahnmedizinischen Anwendungen.

© Spektrum Akademischer Verlag

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