Dysprosium

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 22 november 2021; kontroller kräver 8 redigeringar .

Dysprosium
←  Terbium | Holmium  →
66 Dy ↓ jfr 66 Dy
Utseendet av en enkel substans
Dysprosiumprov
Atomegenskaper
Namn, symbol, nummer	Dysprosium / Dysprosium (Dy), 66
Grupp , punkt , block	3 (föråldrad 3), 6, f-element
Atommassa ( molmassa )	162 500(1) [1]  a. e. m.  ( g / mol )
Elektronisk konfiguration	[Xe] 6s 2 4f 10
Atomradie	180 pm
Kemiska egenskaper
kovalent radie	159  pm
Jonradie	(+3e) 90.8  pm
Elektrodpotential	Dy←Dy 3+ -2,29V Dy←Dy 2+ -2,2V
Oxidationstillstånd	+3
Joniseringsenergi (första elektron)	567,0(5,88)  kJ / mol  ( eV )
Termodynamiska egenskaper hos ett enkelt ämne
Densitet (vid ej )	8,55 g/cm³
Smält temperatur	1685K (+1411°C)
Koktemperatur	2835K (+2561°C)
Oud. avdunstningsvärme	291 kJ/mol
Molär värmekapacitet	28,16 [2]  J/(K mol)
Molar volym	19,0  cm³ / mol
Kristallgittret av en enkel substans
Gallerstruktur	Hexagonal
Gitterparametrar	a=3,593 c=5,654  Å
c / a -förhållande	1,574
Andra egenskaper
Värmeledningsförmåga	(300 K) 10,7 W/(m K)
CAS-nummer	7429-91-6
längst levande isotoper
Isotop Prevalens _ Halva livet Decay kanal Förfallande produkt 154 Dy synth. 3,0⋅10 6  år α 150 Gd 156 Dy 0,056 % stabil - - 158 Dy 0,095 % stabil - - 160 Dy 2,329 % stabil - - 161 Dy 18,889 % stabil - - 162 Dy 25,475 % stabil - - 163 Dy 24,896 % stabil - - 164 Dy 28,260 % stabil - -

66	Dysprosium
Dy162.500
4f 10 6s 2

Dysprosium  ( kemisk symbol - Dy , av lat.  Dy sprosium [3] ) är ett kemiskt grundämne i den 3:e gruppen (enligt den föråldrade klassificeringen - en sidoundergrupp till den tredje gruppen, IIIB) av den sjätte perioden av det periodiska systemet av kemiska grundämnen av D. I. Mendeleev , med atomnummer 66.

Tillhör familjen Lanthanide .

Det enkla ämnet dysprosium är en sällsynt jordartsmetall silvergrå metall. Det förekommer inte i sin rena form i naturen, men det är en del av vissa mineraler, till exempel xenotime .

Egenskaper

Fysisk

Den fullständiga elektroniska konfigurationen av dysprosiumatomen är: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 10 .

Dysprosium är en silvergrå metall . Inte radioaktivt . Det är en ferromagnet .

Under 1384 °C stabil, α-modifiering med ett hexagonalt tätpackat gitter.

Smältpunkt - 1407 ° C, kokpunkt - 2567 ° C. Densitet 8551 kg/m 3 . Curie point 88,3 K [3] .

Kemisk

I föreningar uppvisar den ett oxidationstillstånd på +3. Dysprosiummetall oxiderar långsamt i luft vid en temperatur på 20 °C [3] .

Vid upphettning reagerar metalliskt dysprosium med halogener, kväve och väte. Interagerar med mineralsyror (utom HF), bildar Dy (III)-salter, interagerar inte med alkalilösningar .

Historik

År 1878 befanns erbiummalmer innehålla oxider av holmium och thulium . År 1886, i Paris, separerade den franske kemisten Paul Emile Lecoq de Boisbaudran , som arbetade med holmiumoxid, dysprosiumoxid från den [4] . Hans procedur för att isolera dysprosium innebar att lösa dysprosiumoxid i syra och sedan tillsätta ammoniak för att fälla ut hydroxiden. Han kunde isolera dysprosium från dess oxid först efter mer än 30 försök. Efter sin framgång döpte han grundämnet dysprosium , från grekiskan dysprositos ( O.G. δυσπρόσιτος ), som betyder "svårt att få tag på". Grundämnet isolerades inte i en relativt ren form förrän Frank Spedding från University of Iowa utvecklade jonbytesmetoder i början av 1950-talet [5] .

På grund av dess användning i permanentmagneter som används för vindkraftverk har det hävdats att dysprosium kommer att vara en av världens främsta geopolitiska konkurrens inom förnybar energi . Men detta synsätt har kritiserats för att inte ta hänsyn till att de flesta vindkraftverk inte använder permanentmagneter, och för att underskatta styrkan i ekonomiska incitament att utöka produktionen [6] .

Att vara i naturen

Clarke av dysprosium i jordskorpan (enligt Taylor) är 5 g/t, halten i havsvatten  är 2,9⋅10 −6 [7] . Tillsammans med andra sällsynta jordartsmetaller ingår den i mineralerna gadolinit , xenotime, monazit , apatit , bastensit och andra.

Insättningar

Dysprosium bryts i lantanidavlagringar , varav de viktigaste finns i Kina , USA , Vietnam , Afghanistan , Ryssland ( Kolahalvön ), Kirgizistan , Australien , Brasilien , Indien [8] . Det finns betydande reserver i djupvattenförekomsten av sällsynta jordartsmetaller nära Stillahavsön Minamitori i Japans exklusiva ekonomiska zon [9] .

Isotoper

Naturligt dysprosium består av 7 stabila isotoper: 156 Dy, 158 Dy, 160 Dy, 161 Dy, 162 Dy, 163 Dy och 164 Dy; 164 Dy är vanligast (28,26 % av naturligt dysprosium). 29 radioisotoper har beskrivits , varav de mest stabila är 154 Dy med en halveringstid på 3 000 000 år, 159 Dy med en halveringstid på 144,4 dagar och 166 Dy med en halveringstid på 81,6 timmar. De återstående radioaktiva isotoperna har en halveringstid på mindre än 10 timmar. Dysprosium har också 12 nukleära isomerer , varav den mest stabila är 165m Dy med en halveringstid på 1,257 min.

Får

Dysprosium erhålls genom reduktion av DyCl 3 eller DyF 3 med kalcium, natrium eller litium.

Priser

Priserna för metalliskt dysprosium i göt med en renhet på 99–99,9 % var 2008 180–250 dollar per 1 kg [10] (260–360 euro/kg).

Under 2014 kunde 10 gram dysprosium med en renhet på 99,9% köpas för 114 euro (11400 euro / kg) . Under 2010-talet ökade kostnaden för dysprosium med 2000 % [11] .

Applikation

• Metallurgi . Dysprosium fungerar som en legeringskomponent i zinklegeringar. Tillsatsen av dysprosium till zirkonium förbättrar dramatiskt dess tillverkningsbarhet (men ökar det termiska neutroninfångningstvärsnittet). Således kan zirkonium dopat med dysprosium lätt bearbetas genom tryck (barpressning).
• Lasermaterial . Dysprosiumjoner används i medicinska lasrar (våglängd - 2,36 mikron ).
• Katalysatorer . Det används som en effektiv katalysator.
• Kärnkraft . Dysprosium används inom kärnteknik (borid, borat, oxid, hafnat, titanat) som ett aktivt neutronfångande material (beläggningar, emaljer, färger, kontrollstavar), infångningstvärsnittet av en naturlig blandning av isotoper är cirka 930 barn , och de mest aktiva i en naturlig blandning av isotoper för att fånga neutroner är dysprosium-161 (585 ladugårdar) och dysprosium-164 (2700 ladugårdar). Till exempel, i kontrollstavarna i VVER -1000- reaktorer används dysprosiumtitanat [12] , men endast som ett tillägg är huvuddelen av staven fylld med borkarbid . Absorptionseffektiviteten för dysprosiumtitanat är mindre än för bor, men neutroner absorberas på dysprosium med emission av endast gammastrålar , utan emission av alfapartiklar, därför sväller detta ämne inte [13] .
• Jättemagnetostriktiv effekt . En legering av dysprosium-järn, i polykristallin och speciellt i enkristallform, används som ett kraftfullt magnetostriktivt material.
• Termoelektriska material . Termo-EMF för dysprosiummonotellurid är cirka 15–20 μV/K.
• Elektronik . Dysprosium orthoferrite finner begränsad användning i elektronik.
• Magnetiska material . Dysprosiumoxid används vid tillverkning av kraftiga magneter.
• Ljuskällor . Dysprosium används för tillverkning av belysning av metallhalogenlampor med ett spektrum nära solens. Dy 2 O 3 används som en komponent i röda glödfosforer .

Biologisk roll

Det har ingen biologisk roll. Dysprosiummetalldamm irriterar lungorna.

Anteckningar

1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Grundämnenas atomvikter 2011 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Vol. 85 , nr. 5 . - P. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
2. ↑ Kemisk uppslagsverk: i 5 vols / Ed.: Knunyants I. L. (chefredaktör). - Moskva: Soviet Encyclopedia, 1990. - T. 2. - S. 82. - 671 sid. — 100 000 exemplar.
3. ↑ 1 2 3 Berdonosov S. S. DYSPROSIUS . Great Russian Encyclopedia (2017). Hämtad 3 januari 2020. Arkiverad från originalet 19 december 2019. (obestämd)
4. ↑ de Boisbaudran, Paul Émile Lecoq. L'holmine (ou terre X de M Soret) contient au moins deux radicaux métallique (Holminia innehåller minst två metaller)  (franska)  // Comptes Rendus. - 1886. - Vol. 143 . - S. 1003-1006 .
5. ↑ Emsley, John. Naturens byggstenar  . - Oxford: Oxford University Press , 2001. - S. 129-132. — ISBN 978-0-19-850341-5 .
6. ↑ Overland, Indra.  Förnybar energis geopolitik : Avslöja fyra nya myter  // Energiforskning och samhällsvetenskap : journal. - 2019. - 1 mars ( vol. 49 ). - S. 36-40 . — ISSN 2214-6296 . - doi : 10.1016/j.erss.2018.10.018 .
7. ↑ JP Riley och Skirrow G. Chemical Oceanography V.I, 1965
8. ↑ Vad är MINERALRESURSER: SÄLLSAMT METALLMALMER Arkiverad 19 januari 2012 på Wayback Machine // Collier's Encyclopedia
9. ↑ Den enorma potentialen hos djuphavslera som en källa till sällsynta jordartsmetaller Arkiverad 23 januari 2019 på Wayback Machine // nature.com
10. ↑ Dysprosiumpriser // mceproducts.com Arkiverad 29 december 2009 på Wayback Machine
11. ↑ En elmotor för bilar utan permanentmagneter skapades i Tyskland - billigare, mer ekonomiskt och effektivare Arkivexemplar daterad 17 maj 2021 på Wayback Machine
12. ↑ Risovany VD , Varlashova EE , Suslov DN Dysprosiumtitanate som absorberande material för kontrollstavar  (engelska)  // Journal of Nuclear Materials. - 2000. - September ( vol. 281 , nr 1 ). - S. 84-89 . - doi : 10.1016/S0022-3115(00)00129-X .
13. ↑ Andrushechko S.A. och andra kärnkraftverk med en reaktor av VVER-1000-typ. Från den fysiska grunden för verksamheten till utvecklingen av projektet. — M. : Logos, 2010. — S. 197. — 604 sid. - 1000 exemplar.  - ISBN 978-5-98704-496-4 .

Länkar

• Dysprosium på webbelement
• Dysprosium vid Popular Library of Chemical Elements
• Pedagogisk video om dysprosi

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk Stor norsk Stor ryss Britannica (online) Treccani Universalis
I bibliografiska kataloger	GND : 4150953-5 J9U : 987007567963505171 LCCN : sh85040345

Dysprosiumföreningar _

Dysprosium(III)acetat (Dy(CH 3 COO) 3 ) Dysprosium borid (DyB 4 ) Dysprosium(III)bromat (Dy( BrO3 ) 3 ) Dysprosium(II)bromid ( DyBr2 ) Dysprosium(III)bromid (DyBr 3 ) Dysprosium(III)volframat (Dy 2 (WO 4 ) 3 ) Dysprosium(III)hydrid (DyH 3 ) Dysprosium(III)hydroxid (Dy(OH) 3 ) Dysprosium(III)sulfiddioxid (Dy 2 O 2 S) Dysprosium(II)jodid ( DyI2 ) Dysprosium(III)jodid ( DyI3 ) Dysprosium(III)karbonat (Dy 2 (CO 3 ) 3 ) Dysprosium(III)nitrat (Dy(NO 3 ) 3 ) Dysprosium(III)nitrid (DyN) Dysprosium(III)nitrit (Dy(NO 2 ) 3 ) Dysprosium(III)oxalat (Dy 2 (C 2 O 4 ) 3 ) Dysprosium(III ) oxid ( Dy2O3 ) Dysprosium(III) oxidbromid (DyOBr) Dysprosium(III)oxid-jodid (DyOI) Dysprosium(III)oxid-klorid (DyOCl) Dysprosium(III)ortosilikat (Dy 4 (SiO 4 ) 3 ) Dysprosium(III)ortofosfat (DyPO 4 ) Dysprosium(III)selenat (Dy 2 (SeO 4 ) 3 ) Dysprosium(III)silikat (Dy 2 (SiO 3 ) 3 ) Dysprosium silicid (DySi 2 ) Dysprosium(III)sulfat (Dy 2 (SO 4 ) 3 ) Dysprosium(III ) sulfid ( Dy2S2 ) Dysprosium(III)sulfit (Dy 2 (SO 3 ) 3 ) Dysprosium(II)tellurid (DyTe) Dysprosium(III)tellurid (Dy 2 Te 3 ) Dysprosium(III)titanat (Dy 2 (TiO 3 ) 3 ) Dysprosium(III)-formiat (Dy(COOH) 3 ) Dysprosium(III)fosfat (DyPO 4 ) Dysprosium(III)fosfid (DyP) Dysprosium(III)fluorid (DyF 3 ) Dysprosium(II)klorid ( DyCl2 ) Dysprosium(III)klorid ( DyCl3 ) Dysprosium(III)kromat (Dy 2 (CrO 4 ) 3 )

Periodiskt system av kemiska element av D. I. Mendeleev

ett 2                             3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton femton 16 17 arton ett H   han 2 Li Vara   B C N O F Ne 3 Na mg   Al Si P S Cl Ar fyra K Ca   sc Ti V Cr Mn Fe co Ni Cu Zn Ga Ge Som Se Br kr 5 Rb Sr   Y Zr Obs Mo Tc Ru Rh Pd Ag CD I sn Sb Te jag Xe 6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm sm Eu Gd Tb Dy Ho Eh Tm Yb Lu hf Ta W Re Os Ir Pt Au hg Tl Pb Bi Po På Rn 7 Fr Ra AC Th Pa U Np Pu Am centimeter bk jfr Es fm md Nej lr RF Db Sg bh hs Mt Ds Rg Cn Nh fl Mc Lv Ts Og   alkaliska metaller alkaliska jordartsmetaller Lantanider Aktinider övergångsmetaller lättmetaller _ Halvmetaller icke-metaller Halogener ädelgaser

Elektrokemisk aktivitet serie av metaller
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , Th , Np , U , Hf , Be , Al , Ti , Zr , Yb , Mn , V , Nb , Pa , Cr , Zn , Ga , Fe , Cd , In , Tl , Co , Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H 2 , W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au