物理 [元素周期表] 铒
铒 (Erbium)
基本信息
元素符号: Er
原子序数: 68
原子量: 167.259
位置: 位于元素周期表第六周期，镧系元素第十二位，属于重稀土元素。
电子构型: [Xe] 4f¹² 6s²
原子结构
电子特征: 4f轨道十二个电子，6s轨道满电子。常见氧化态为+3，是铒唯一的稳定氧化态。
4f电子特性: Er³⁺有11个未配对4f电子（4f¹¹）。其特征吸收光谱在可见光区有多个尖锐峰（约490nm、525nm、655nm），使铒化合物呈现粉红色或玫瑰红色。其中约1550nm的近红外发射是光纤通讯的重要波段。
天然同位素: 由¹⁶²Er、¹⁶⁴Er、¹⁶⁶Er、¹⁶⁷Er、¹⁶⁸Er、¹⁷⁰Er六种稳定同位素组成，其中¹⁶⁶Er丰度最高（约33.5%）。
物理性质
外观: 银白色金属，新切面明亮，在空气中缓慢氧化变暗。
密度: 9.07 g/cm³，在镧系中密度较高。
熔点与沸点: 熔点1529°C，沸点2868°C，在镧系中属于高熔点金属。
磁性: 在低温下表现出反铁磁性（尼尔温度约84K），在较高温度下为顺磁性。
机械性能: 质地较软，具有良好的延展性。
颜色特征: 铒的氧化物（Er₂O₃）和盐类因特征吸收光谱而呈现粉红色或玫瑰红色。
化学性质
活泼性: 在镧系中属于中等活泼。在空气中缓慢氧化，表面形成氧化膜（Er₂O₃）。加热时可燃烧生成氧化物。
与水反应: 与冷水缓慢反应，与热水反应加快，生成氢氧化铒和氢气。
酸溶性: 易溶于稀酸（盐酸、硫酸、硝酸），生成粉红色的Er³⁺溶液。
化合物特征: 氧化铒（Er₂O₃）呈粉红色，是重要的铒化合物。氢氧化铒Er(OH)₃为白色沉淀。氯化铒（ErCl₃）和硝酸铒（Er(NO₃)₃）易溶于水，溶液呈粉红色。氟化铒（ErF₃）难溶于水。
存在与制备
自然丰度: 地壳中丰度约3.5 ppm，在重稀土元素中属于中等丰度。
主要矿石: 与钬、铥、镱等共存于离子吸附型稀土矿、磷钇矿等矿石中。我国南方离子吸附型稀土矿是铒的重要来源。
制备方法: 从稀土混合溶液中通过多级溶剂萃取分离→沉淀得草酸铒→煅烧得氧化铒→氯化转化→钙热还原制得金属铒。也可采用熔盐电解法。
安全与环境
低毒性: 铒化合物毒性较低。可溶性盐类（如氯化铒、硝酸铒）对皮肤和眼睛有轻度刺激性。
稀土尘肺: 长期吸入铒粉尘可能引起肺部轻度间质改变，作业场所须控制粉尘浓度。
可燃性: 金属铒粉末在空气中易燃，遇火源可燃烧。加工和储存需注意防尘、防火、防潮。
环境行为: 铒在环境中主要以难溶氧化物、磷酸盐等形式存在，迁移性较低。稀土开采和分离过程需注意废水处理和废渣管理。
激光安全: 铒掺杂激光材料（如Er:YAG）在医疗和工业中有应用，操作时需注意激光辐射防护，避免直接照射眼睛。