Erbio para niños

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68 Er
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Información general
Nombre, símbolo, número	Erbio, Er, 68
Serie química	Lantánidos
Grupo, período, bloque	-, 6, f
Masa atómica	167,259 u
Configuración electrónica	[Xe] 4f12 6s2
Dureza Mohs	Vickers: 589 MPa Brinell: 814 MPa
Electrones por nivel	2, 8, 18, 30, 8, 2 (imagen)
Apariencia	Blanco plateado
Propiedades atómicas
Radio medio	175 pm
Electronegatividad	1,24 (escala de 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
Líneas espectrales
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
Calor específico	170 J/(kg·K)
Conductividad eléctrica	1,17·106 S/m
Conductividad térmica	14,3 W/(m·K)
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.

El erbio es un elemento químico que se encuentra en la tabla periódica. Su símbolo es Er y su número atómico es 68. Es un elemento poco común, de color blanco plateado, que pertenece a un grupo llamado lantánidos. Se encuentra junto a otros lantánidos en un mineral llamado gadolinita, que se descubrió en Ytterby (Suecia).

Los iones de erbio (Er³⁺) tienen un color rosa y propiedades especiales que los hacen útiles en láseres. Por ejemplo, los vidrios o cristales que contienen erbio pueden usarse para amplificar la luz. Los iones de erbio se "bombean" con luz a ciertas longitudes de onda (como 980 o 1480 nanómetros) y luego emiten luz a 1530 nanómetros. Esto es muy útil para los amplificadores ópticos que se usan en las comunicaciones ópticas por fibra óptica. La longitud de onda de 1550 nanómetros es especialmente importante porque las fibras ópticas estándar pierden muy poca luz a esa distancia.

Además de las comunicaciones, el erbio se usa en medicina, como en dermatología y odontología. Los láseres de erbio emiten luz a 2940 nanómetros, una longitud de onda que es absorbida fácilmente por el agua en los tejidos. Esto hace que su efecto sea muy superficial, lo cual es útil en la cirugía láser y para quitar el esmalte dental con láser dental.

Erbio: Un Elemento Especial

Fragmentos de erbio metálico.

El erbio es un metal que puede formar tres enlaces químicos (es trivalente). Es maleable, lo que significa que se puede moldear. Es bastante estable en el aire y no se oxida (no se "oxida" o se corroe) tan rápido como otros metales de su grupo.

Sus sales son de color rosa. El erbio tiene un espectro de absorción único, lo que significa que absorbe la luz de una manera particular en el espectro visible, ultravioleta y casi infrarrojo. Su óxido se llama erbia. Las características del erbio pueden cambiar un poco dependiendo de las otras sustancias que tenga mezcladas.

Propiedades Físicas del Erbio

Cloruro de erbio(III) a la luz del sol, mostrando algo de fluorescencia rosada de Er⁺³ procedente de la luz ultravioleta natural.

El erbio puro es un metal suave y maleable. No se oxida tan rápido como otros metales de las tierras raras. Sus sales son de color rosa. El erbio tiene un patrón de absorción de luz muy específico en la luz visible, ultravioleta y cerca del infrarrojo. Su óxido se conoce como erbia.

El erbio tiene propiedades magnéticas interesantes:

• Es ferromagnético (como el hierro) por debajo de los 19 grados K (muy frío).
• Es antiferromagnético (sus átomos se alinean de forma opuesta) entre 19 y 80 K.
• Es paramagnético (se magnetiza débilmente en presencia de un imán) por encima de los 80 K.

El erbio puede formar grupos de tres átomos en forma de hélice, llamados Er₃N. Estos grupos se pueden encerrar en moléculas especiales llamadas fullerenos.

Propiedades Químicas del Erbio

El erbio metálico mantiene su brillo en aire seco. Sin embargo, en aire húmedo, forma una capa opaca y puede quemarse para crear óxido de erbio(III).

4 Er + 3 O₂ → 2 Er₂O₃

El erbio es un elemento bastante reactivo. Reacciona lentamente con agua fría y más rápido con agua caliente, formando hidróxido de erbio.

2 Er (s) + 6 H₂O (l) → 2 Er(OH)₃ (aq) + 3 H₂ (g)

También reacciona con todos los halógenos (como el flúor o el cloro):

• Con flúor forma fluoruro de erbio(III) (rosado).
• Con cloro forma cloruro de erbio(III) (violeta).
• Con bromo forma bromuro de erbio(III) (violeta).
• Con yodo forma yoduro de erbio(III) (violeta claro).

El erbio se disuelve en ácido sulfúrico diluido, creando soluciones que contienen iones de erbio hidratados, que son de color rosa rojizo.

Usos y Aplicaciones del Erbio

El erbio se usa en muchas cosas diferentes. Es un buen filtro fotográfico y, por su resistencia, se añade a otros metales.

Otros usos importantes del erbio son:

• En la energía nuclear, se usa para controlar los neutrones.
• Se añade a las fibras ópticas para que amplifiquen la luz.
• Cuando se mezcla con vanadio, el erbio ayuda a que el metal sea menos duro y más fácil de trabajar.
• El óxido de erbio es de color rosa y se usa para dar color a vidrios y esmaltes para porcelanas. Este tipo de vidrio se usa a veces en gafas de sol y joyería económica.
• Las fibras ópticas de silicio con erbio son clave en los amplificadores de fibra óptica (EDFA), muy usados en las comunicaciones. También se usan para crear láseres de fibra. Las fibras que combinan erbio e iterbio se usan en láseres de alta potencia para soldar y cortar, reemplazando a los láseres de CO₂.

Historia del Erbio

El erbio fue descubierto por Carl Gustaf Mosander en 1843. Lo encontró en un mineral llamado gadolinita que venía de Ytterby, una ciudad en Suecia. Mosander separó la "itria" (un grupo de elementos) en tres partes: itria, erbia y terbia. Nombró al erbio en honor a la ciudad de Ytterby.

Al principio, la erbia y la terbia se confundían. Después de 1860, la terbia fue renombrada como erbia, y lo que se conocía como erbia pasó a llamarse terbia. El óxido de erbio (Er₂O₃) más puro fue aislado por separado por Georges Urbain y Charles James en 1905. No fue hasta 1934 que se logró obtener erbio lo suficientemente puro, al reducir el cloruro sin agua con vapor de potasio.

¿Dónde se Encuentra el Erbio?

Arena de monazita.

El erbio es el elemento número 45 más abundante en la corteza terrestre, con una concentración de unos 2,8 miligramos por kilogramo. En el agua de mar, hay alrededor de 0,9 nanogramos por litro.

Como otros elementos de las tierras raras, el erbio nunca se encuentra solo en la naturaleza. Siempre está combinado en minerales, como la arena de monazita. Antes era muy difícil y costoso separar estos elementos. Sin embargo, las técnicas de intercambio iónico que se desarrollaron a finales del siglo XX han hecho que sea mucho más barato producir el erbio y sus compuestos químicos.

Las principales fuentes de erbio son los minerales xenotimo y euxenita. También se encuentra en las arcillas de adsorción iónica del sur de China. En las muestras de mineral ricas en itrio, el erbio puede representar entre el 4% y el 5% de la masa total. Esta cantidad es suficiente para que la solución se vuelva de un color rosa característico cuando se disuelve en ácido. Este color es muy parecido al que vieron los científicos cuando descubrieron el erbio en la gadolinita de Ytterby.

Isótopos del Erbio

El erbio que encontramos en la naturaleza es una mezcla de 6 isótopos estables: ¹⁶²Er, ¹⁶⁴Er, ¹⁶⁶Er, ¹⁶⁷Er, ¹⁶⁸Er y ¹⁷⁰Er. El isótopo más común es el ¹⁶⁶Er, que representa el 33,503% del erbio natural.

También se han identificado 29 radioisótopos (isótopos que emiten radiación). Los más estables son:

• ¹⁶⁹Er, con una periodo de semidesintegración de 9,4 días.
• ¹⁷²Er, con 49,3 horas.
• ¹⁶⁰Er, con 28,58 horas.
• ¹⁶⁵Er, con 10,36 horas.
• ¹⁷¹Er, con 7,516 horas.

Los demás radioisótopos tienen una vida mucho más corta, la mayoría menos de 4 minutos. El erbio también tiene 13 metaestados, siendo el ^167mEr el más estable con 2,269 segundos.

La masa de los isótopos de erbio varía desde 142,9663 u (para el ¹⁴³Er) hasta 176,9541 u (para el ¹⁷⁷Er). Los isótopos más ligeros que el ¹⁶⁶Er se desintegran principalmente por captura electrónica, y los más pesados por desintegración beta. Los productos de esta desintegración son isótopos de holmio (elemento 67) o tulio (elemento 69).

Compuestos de Erbio

Óxidos de Erbio

El óxido de erbio(III), también conocido como erbia, es el único óxido de erbio que se conoce. Fue aislado por primera vez por Carl Gustaf Mosander en 1843 y obtenido en forma pura en 1905 por Georges Urbain y Charles James. Tiene una estructura cúbica. Se forma al quemar erbio metálico. El óxido de erbio no se disuelve en agua, pero sí en ácidos.

Haluros de Erbio

• El fluoruro de erbio(III) es un polvo rosado. Se usa para fabricar materiales que transmiten luz infrarroja y materiales que brillan al convertir la luz.
• El cloruro de erbio(III) es un compuesto violeta. Se forma calentando óxido de erbio(III) con cloruro de amonio.
• El bromuro de erbio(III) es un sólido violeta. Se usa en el tratamiento de agua, análisis químicos y para el crecimiento de cristales.
• El yoduro de erbio(III) es un compuesto ligeramente rosado que no se disuelve en agua. Se puede obtener haciendo reaccionar erbio directamente con yodo.

Precauciones con el Erbio

Los compuestos de erbio, como los de otros lantánidos, no son muy peligrosos, aunque no se han estudiado a fondo sus efectos. El erbio metálico en polvo puede encenderse fácilmente.

Ver también

• Compuestos de erbio
• Terbio
• Iterbio
• Itrio
• Carl Axel Arrhenius

Véase también

En inglés: Erbium Facts for Kids