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2025-04-14T14:12:17Z

Geschichte: nach Quellen überarbeitet

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{{Infobox Chemisches Element

| Name = Erbium
| Symbol = Er
| Ordnungszahl = 68
| Serie = La
| Gruppe = La
| Periode = 6
| Block = f

| Aussehen = silbrig weiß
| CAS = {{CASRN|7440-52-0}}
| EG-Nummer = 231-160-1
| ECHA-ID = 100.028.327
| Massenanteil = 2,3 ppm (56. Rang)<ref name="Harry H. Binder">[[Harry H. Binder]]: ''Lexikon der chemischen Elemente.'' S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.</ref>

| Hauptquelle = <ref>Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus [https://www.webelements.com/erbium/ www.webelements.com (Erbium)] entnommen.</ref>
| Atommasse = 167,259(3)<ref name="CIAAW">[https://www.ciaaw.org/atomic-weights.htm CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013].</ref>
| Atomradius = 175
| AtomradiusBerechnet = 226
| KovalenterRadius = 189
| VanDerWaalsRadius =
| Elektronenkonfiguration = <nowiki>[</nowiki>[[Xenon|Xe]]<nowiki>]</nowiki> 4[[F-Orbital|f]]12 6[[S-Orbital|s]]2
| Austrittsarbeit =
| Ionisierungsenergie_1 = {{ZahlExp|6,1077|suffix=(10)|post=[[Elektronenvolt|eV]]<ref name="NIST-ASD-erbium">{{NIST-ASD|erbium|Abruf=2020-06-13}}</ref>}} ≈ {{ZahlExp|589,3|post=[[Joule|kJ]]/[[mol]]<ref name="Webelements-erbium">{{Webelements|erbium|atoms|Abruf=2020-06-13}}</ref>}}
| Ionisierungsenergie_2 = {{ZahlExp|11,916|suffix=(20)|post=eV<ref name="NIST-ASD-erbium" />}} ≈ {{ZahlExp|1149,7|post=kJ/mol<ref name="Webelements-erbium" />}}
| Ionisierungsenergie_3 = {{ZahlExp|22,70|suffix=(3)|post=eV<ref name="NIST-ASD-erbium" />}} ≈ {{ZahlExp|2190|post=kJ/mol<ref name="Webelements-erbium" />}}
| Ionisierungsenergie_4 = {{ZahlExp|42,42|suffix=(4)|post=eV<ref name="NIST-ASD-erbium" />}} ≈ {{ZahlExp|4090|post=kJ/mol<ref name="Webelements-erbium" />}}
| Ionisierungsenergie_5 = {{ZahlExp|65,1|suffix=(4)|post=eV<ref name="NIST-ASD-erbium" />}} ≈ {{ZahlExp|6280|post=kJ/mol<ref name="Webelements-erbium" />}}

| Aggregatzustand = fest
| Modifikationen =
| Kristallstruktur = [[hexagonal]]
| Dichte = 9,045 g/cm3 (25 [[Grad Celsius|°C]])<ref name="Greenwood">N. N. Greenwood, A. Earnshaw: ''Chemie der Elemente.'' 1. Auflage. VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 1579.</ref>
| RefTempDichte_K =
| Mohshärte =
| Magnetismus = [[Paramagnetismus|paramagnetisch]] ([[Magnetische Suszeptibilität|''χm'']] = 0,033)<ref>Robert C. Weast (Hrsg.): ''CRC Handbook of Chemistry and Physics''. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.</ref>
| Schmelzpunkt_K = 1802
| Schmelzpunkt_C = 1529
| Siedepunkt_K = 3173 K<ref name="Zhang">Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: ''Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks.'' In: ''[[Journal of Chemical & Engineering Data]].'' 56, 2011, S. 328–337, [[doi:10.1021/je1011086]].</ref>
| Siedepunkt_C = 2900
| MolaresVolumen = 18,46 · 10−6
| Verdampfungswärme = 280 kJ·mol−1<ref name="Zhang" />
| Schmelzwärme = 19,9
| Dampfdruck =
| RefTempDampfdruck_K =
| Schallgeschwindigkeit =
| RefTempSchallgeschwindigkeit_K = 2830
| SpezifischeWärmekapazität = 
| ElektrischeLeitfähigkeit = 1,16 · 106
| RefTempElektrischeLeitfähigkeit_K =
| Wärmeleitfähigkeit = 15
| RefTempWärmeleitfähigkeit_K =

| Oxidationszustände = +3
| Normalpotential = −2,32 [[Volt|V]] (Er3+ + 3 e− → Er)
| Elektronegativität = 1,24
| Quelle GHS-Kz = <ref name="GESTIS">{{GESTIS|ZVG=7680|CAS=7440-52-0|Name=Erbium, Pulver|Abruf=2018-04-02}}</ref>
| GHS-Piktogramme = Pulver{{GHS-Piktogramme|02}}
| GHS-Signalwort = Achtung
| H = {{H-Sätze|228}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|210}}
| Quelle P = <ref name="GESTIS" />

| Isotope=
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Massenzahl = 162
| Symbol = Er
| NH = 0,14
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| Massenzahl = 163
| Symbol = Er
| NH = 0
| Halbwertszeit = 75 [[Minute|min]]
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Zerfallstyp1ZM = [[Elektronen-Einfang|ε]]
| Zerfallstyp1ZE = 1,210
| Zerfallstyp1ZP = [[Holmium|163Ho]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Massenzahl = 164
| Symbol = Er
| NH = 1,61
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| Massenzahl = 165
| Symbol = Er
| NH = 0
| Halbwertszeit = 10,36 [[Stunde|h]]
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Zerfallstyp1ZM = [[Elektronen-Einfang|ε]]
| Zerfallstyp1ZE = 0,376
| Zerfallstyp1ZP = [[Holmium|165Ho]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Massenzahl = 166
| Symbol = Er
| NH = '''33,6'''
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Massenzahl = 167
| Symbol = Er
| NH = 22,95
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Massenzahl = 168
| Symbol = Er
| NH = 26,8
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| Massenzahl = 169
| Symbol = Er
| NH = 0
| Halbwertszeit = 9,40 [[Tag|d]]
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β−]]
| Zerfallstyp1ZE = 0,351
| Zerfallstyp1ZP = [[Thulium|169Tm]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Massenzahl = 170
| Symbol = Er
| NH = 14,9
}}
| NMREigenschaften=
{{Infobox Chemisches Element/NMR
| Symbol = Er
| Massenzahl_1 = 167
| Kernspin_1 = +7/2
| Gamma_1 = 7,715 · 106
| Empfindlichkeit_1 =
| Larmorfrequenz_1 = 2,88
}}
}}

'''Erbium''' ist ein [[chemisches Element]] mit dem [[Elementsymbol]] Er und der [[Ordnungszahl]] 68. Im [[Periodensystem]] steht es in der Gruppe der [[Lanthanoide]] und zählt damit auch zu den [[Metalle der Seltenen Erden|Metallen der Seltenen Erden]]. Der Name leitet sich von der [[Grube Ytterby]] bei [[Stockholm]] ab, wie auch der von [[Ytterbium]], [[Terbium]] und [[Yttrium]].

== Geschichte ==
Die Entdeckung des Erbium begann 1843, als [[Carl Gustav Mosander]] [[Yttrium]] mittels [[Fraktionierte Kristallisation (Chemie)|fraktionierter Kristallisation]] genauer untersuchte und dabei feststellte, dass es aus drei verschiedenfarbenen Substanzen bestand. Für einen farblosen Niederschlag beließ er den Namen ''Yttrium'', einen gelben nannte er ''Erbium'', einen pinkfarbenen ''Terbium''. Alle drei Namen beruhen auf dem Namen der [[Grube Ytterby]], der [[Typlokalität]] von [[Gadolinit]], dem ersten Erz, aus dem die Elemente gewonnen werden konnten.<ref>C. G. Mosander: ''XXX. On the new metals, lanthanium and didymium, which are associated with cerium; and on erbium and terbium, new metals associated with yttria.'' In: ''The London Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science.'' 1843, Band 23, Nummer 152, S. 241–254 {{DOI|10.1080/14786444308644728}}.</ref> 1860 wiederholte [[Nils Johan Berlin]] diese Experimente, fand jedoch nur einen pinkfarbenen Niederschlag, der er -abweichend von Mosander- ''Erbium'' nannte und bestritt die Existenz des Terbiums. In weiteren Untersuchungen von Gadolinit und [[Samarskit-(Y)|Samarskit]] durch [[Marc Delafontaine]] konnte die Existenz des Terbiums schließlich bestätigt werden, jedoch blieb es bei der Namensvertauschung gegenüber dem ursprünglichen Vorschlag von Mosander.<ref>Paweł Miśkowiec: ''Name game: the naming history of the chemical elements: part 2—turbulent nineteenth century.'' In: ''Foundations of Chemistry.'' 2022, Band 25, Nummer 2, S. 215–234 {{DOI|10.1007/s10698-022-09451-w}}.</ref><ref>Claude Piguet: ''Extricating erbium.'' In: ''Nature Chemistry.'' 2014, Band 6, Nummer 4, S. 370 {{DOI|10.1038/nchem.1908}}.</ref>

1878 untersuchten Marc Delafontaine und [[Per Teodor Cleve]] unabhängig voneinander Erbiumsalzlösungen spektroskopisch und entdeckten, dass es sich nicht um ein Element, sondern um eine weitere Mischung von Elementen handelt. Diese wurden neben Erbium ''[[Thulium]]'' und ''[[Holmium]]'' genannt. Aus dem Holmium wurde 1886 von [[Paul Émile Lecoq de Boisbaudran]] das ''[[Dysprosium]]'' isoliert.<ref>Otto Holmberg: ''Beiträge zur Kenntnis des Holmiums.'' In: ''Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie.'' 1911, Band 71, Nummer 1, S. 226–235 {{DOI|10.1002/zaac.19110710120}}.</ref> Auch das [[Ytterbium]] wurde 1878 bei Untersuchungen von Erbiumoxid durch [[Jean Charles Galissard de Marignac]] entdeckt.<ref>Jean Charles Galissard de Marignac: ''Sur l’ytterbine, terre nouvelle, contenu dans la gadolinite.'' In: ''Comptes Rendus.'' 87, 1878, S. 578–581 ({{Gallica| ID = bpt6k3044x | Seite = 636}}).</ref>

Annähernd reines Erbium(III)-oxid wurde 1905 unabhängig voneinander durch [[Georges Urbain]] und [[Charles James (Chemiker)|Charles James]] dargestellt.<ref>{{CRC Handbook |Auflage=85 |Kapitel=4|Startseite= 11}}</ref> Metallisches Erbium wurde erstmals 1936 von [[Wilhelm Klemm (Chemiker)|Wilhelm Klemm]] und [[Heinrich Bommer]] erhalten. Sie gewannen das Metall durch Reduktion von [[Erbium(III)-chlorid]] mit [[Kalium]] bei 250 °C. Weiterhin bestimmten sie die [[Kristallstruktur]] und die magnetischen Eigenschaften des Metalls.<ref>W. Klemm, H. Bommer: ''Zur Kenntnis der Metalle der seltenen Erden.'' In: ''Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie.'' 231, 1937, S. 138–171, [[doi:10.1002/zaac.19372310115]].</ref>

== Vorkommen ==
Erbium ist ein seltenes Metall (3,5 [[Parts per million|ppm]]),<ref>{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Geophysics, Astronomy, and Acoustics; Abundance of Elements in the Earth’s Crust and in the Sea|Kapitel=14|Startseite=18|Endseite=}}</ref> das in der Natur nicht in reiner Form, sondern vor allem in dem Mineral Monazit vorkommt.<ref name=":0">{{Literatur |Autor=Gerd Hintermaier-Erhard |Titel=Alles ist Chemie! Die chemischen Elemente und wie wir sie nutzen |Verlag=Dorling Kindersley Verlag |Ort=München |Datum=2017 |ISBN=978-3-8310-3339-3 |Seiten=}}</ref>

== Gewinnung und Darstellung ==
Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Erbiumbegleiter wird das Oxid mit [[Fluorwasserstoff]] zum Erbiumfluorid umgesetzt. Anschließend wird mit Calcium unter Bildung von [[Calciumfluorid]] zum metallischen Erbium reduziert. Die Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgt in einer zusätzlichen Umschmelzung im [[Vakuum]].

== Eigenschaften ==
[[Datei:Erbium-crop.jpg|links|mini|Kristallines Erbium]]

=== Physikalische Eigenschaften ===
Das silberweiß glänzende [[Seltene Erden|Metall der Seltenen Erden]] ist schmiedbar, aber auch ziemlich spröde.

=== Chemische Eigenschaften ===
In Luft läuft Erbium grau an, ist dann aber recht beständig. Bei höheren Temperaturen verbrennt es zum [[Sesquioxid]] Er2O3. Mit Wasser reagiert es unter Wasserstoffentwicklung zum Hydroxid. In Mineralsäuren löst es sich unter Bildung von Wasserstoff auf.

In seinen Verbindungen liegt es in der Oxidationsstufe +3 vor, die Er3+-Kationen bilden in Wasser rosafarbene Lösungen. Feste Salze sind ebenfalls rosa gefärbt.
<div style="clear:left;"></div>

== Verwendung ==
Erbium-dotierte [[Lichtwellenleiter]] werden für [[Optischer Verstärker|optische Verstärker]] verwendet, die in der Lage sind, ein Lichtsignal zu verstärken, ohne es zuvor in ein elektrisches Signal zu wandeln. Gold als Wirtsmaterial dotiert mit einigen hundert ppm Erbium wird als Sensormaterial magnetischer [[Kalorimeter]] zur hochauflösenden Teilchendetektion in der Physik und Technik verwendet.

Erbium wird neben anderen Selten-Erd-Elementen wie [[Neodym]] oder [[Holmium]] zur Dotierung von Laserkristallen in [[Festkörperlaser]]n eingesetzt (Er:YAG-Laser, siehe auch [[Nd:YAG-Laser]]). Der Er:YAG-Laser wird hauptsächlich in der Humanmedizin eingesetzt. Er hat eine Wellenlänge von 2940 nm und damit eine extrem hohe Absorption im Gewebewasser von ca. 12000 pro cm. 

Als reiner [[Betastrahlung|Beta-Strahler]] wird 169Er in der [[Nuklearmedizin]] zur Therapie bei der [[Radiosynoviorthese]] eingesetzt.<ref>[http://www.nuklearmedizin.de/leistungen/leitlinien/html/radiosynoviorthese.php?navId=53 Deutsche Gesellschaft für Nuklearmedizin - Leitlinie der Radiosynoviorthese].</ref>

Viele seiner Verbindungen, wie [[Erbium(III)-chlorid|Erbiumchlorid]], sind rosa gefärbt und werden deshalb in der [[Töpferei]] und Glasbläserei eingesetzt.<ref name=":0" />

== Verbindungen ==
* [[Erbium(III)-oxid]] Er2O3
* [[Erbium(III)-fluorid]] ErF3
* [[Erbium(III)-chlorid]] ErCl3
* [[Erbium(III)-bromid]] ErBr3
* [[Erbium(III)-iodid]] ErI3
* [[Erbium(III)-sulfat]] Er2(SO4)3 · 8 H2O: rosafarbene Kristalle
* [[Erbium(III)-nitrat]] Er(NO3)3 · 5 H2O

== Weblinks ==
{{Commonscat}}
{{Wiktionary}}
* {{RömppOnline|ID=RD-05-01479|Name=Erbium|Abruf=2015-01-03}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Navigationsleiste Periodensystem}}

{{Normdaten|TYP=s|GND=4152588-7|LCCN=sh/85/044573}}

Erbium - Versionsgeschichte

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