Erbium

L'erbiumest unélément chimiquede symboleEret denuméro atomique68. L'erbium constitue un métal du groupe desterres rares.Comme la plupart des autreslanthanides,il est de couleur gris argent, malléable et ductile à température ambiante. Il s'oxyde peu dans l'air sec.

Erbium
Échantillon d'erbium.
Holmium←Erbium→Thulium — 68 Er ↑ Er ↓ Fm Tableau complet•Tableau étendu
Position dans letableau périodique
Symbole	Er
Nom	Erbium
Numéro atomique	68
Groupe	–
Période	6epériode
Bloc	Bloc f
Famille d'éléments	Lanthanide
Configuration électronique	[Xe] 4f126s2
Électronsparniveau d’énergie	2, 8, 18, 30, 8, 2
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique	167,259± 0,003u
Rayon atomique(calc)	175pm(226pm)
Rayon de covalence	189± 6pm
État d’oxydation	3
Électronégativité(Pauling)	1,24
Oxyde	Base
Énergies d’ionisation
1re:6,107 7eV	2e:11,93eV
3e:22,74eV	4e:42,7eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD MeV 162Er 0,14% stableavec 94neutrons 164Er 1,61% stableavec 96neutrons 166Er 33,6% stableavec 98neutrons 167Er 22,95% stableavec 99neutrons 168Er 26,8% stableavec 100neutrons 169Er {syn.} 9,4j β− 0,351 169Tm 170Er 14,9% stableavec 102neutrons
Propriétés physiques ducorps simple
État ordinaire	solide
Masse volumique	9,066g·cm-3(25°C)
Système cristallin	Hexagonal compact
Couleur	blanc métallique
Point de fusion	1 529°C
Point d’ébullition	2 868°C
Énergie de fusion	17,2kJ·mol-1
Énergie de vaporisation	261kJ·mol-1
Vitesse du son	2 830m·s-1à20°C
Chaleur massique	170J·kg-1·K-1
Conductivité électrique	1,17×106S·m-1
Conductivité thermique	14,3W·m-1·K-1
Divers
NoCAS	7440-52-0
NoECHA	100.028.327
NoCE	231-160-1
Précautions
SGH
État pulvérulent: Danger H228etP210 H228:Matière solide inflammable P210:Tenir à l’écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer.
Transport
État pulvérulent: 40 3089 Code Kemler: 40:matière solide inflammable ou matière autoréactive ou matière autoéchauffante Numéro ONU: 3089:POUDRE MÉTALLIQUE INFLAMMABLE, N.S.A. Classe: 4.1 Étiquette: 4.1:Matières solides inflammables, matières autoréactives, matières solides explosibles désensibilisées et matières qui polymérisent Emballage: Groupe d'emballageII:matières moyennement dangereuses;
Unités duSI&CNTP,sauf indication contraire.

L'appellation erbium, provient de l'endroit,Ytterbyprès deStockholmenSuède,où l'on a découvert le minerai dans lequel ont également été identifiées plusieurs autres terres rares. Les éléments chimiquesyttrium,terbiumetytterbiumpartagent la même étymologie.

L'erbium naturel est constitué d'un mélange de 6isotopes stables.

Histoire

Morceau d'erbium métallique.

Découvertes des terres rares.

Yttrium(1794) Yttrium Terbium(1843) Erbium(1843) Erbium Erbium Thulium(1879) Holmium(1879) Holmium Dysprosium(1886) Ytterbium(1878) Ytterbium Ytterbium Lutécium(1907) Scandium(1879) Cérium(1803) Cérium Lanthane(1839) Lanthane Didyme(1839) Didyme Néodyme(1885) Praséodyme(1885) Samarium(1879) Samarium Samarium Europium(1901) Gadolinium(1880) Prométhium(1947)

Diagrammes des découvertes des terres rares. Les dates entre parenthèses sont les dates d'annonces des découvertes.Les branches représentent les séparations des éléments à partir d'un ancien (l'un des nouveaux éléments conservant le nom de l'ancien, sauf pour le didyme).

En 1789, lechimistefinlandaisJohan Gadolinidentifie un nouveloxyde(ou « terre ») dans un échantillon d'ytterbite (rebaptisée plus tard «gadolinite» en son honneur). Cette nouvelle roche avait été découverte deux ans auparavant par le lieutenantCarl Axel Arrheniusprès du village d'YtterbyenSuède.Ces travaux sont confirmés en 1797 parAnders Gustaf Ekebergqui baptise le nouvel oxydeyttria.

Près d'un demi-siècle plus tard, le SuédoisCarl Gustav Mosanderparvient à isoler plusieursterres rares(cérium,lanthaneetdidyme) grâce à de nouveaux procédés decristallisation fractionnée.Convaincu que l'yttriaextraite de la gadolinite est également un mélange, il décide d'y chercher certains de ces nouveaux composés. À l'automne 1842, il parvient à isoler deux oxydes, l'un blanc (donnant des sels incolores), qu'il considère comme le véritable yttrium, et l'autre jaune (donnant des sels roses), qu'il décide de nommer « odinium » en l'honneur du dieuOdinde lamythologie nordique.Avant de publier les résultats de ces recherches en 1843, Mosander achève une étape supplémentaire de fractionnement desoxalatesde ces composés et découvre un troisième oxyde. Il décide de conserver le termeyttriapour la fraction incolore (oxyde d'yttriumpur) et nomme la fraction jauneerbiaet la fraction roseterbia,toujours en rappel du village d'Ytterby.Pour d'obscures raisons, les successeurs de Mosander intervertiront ces deux termes. C'est ainsi queerbia(l'erbine) finit par désigner l'oxyde d'erbium(rose) etterbia(laterbine) l'oxyde de terbium(jaune).

Dès la fin des années 1870, l'avènement desméthodes spectroscopiquesmontrent que l'erbineest elle aussi un mélange et permet d'y découvrir plusieurs nouveaux éléments:ytterbium,scandium,holmiumetthulium(1879), puisdysprosium(1886) et enfinlutécium(1907). L'oxyde d'erbium pur n'est finalement isolé qu'en 1905 parGeorges UrbainetCharles James(en).Le métal à l'état pur est quant à lui extrait pour la première fois en 1934 parWilhelm Klemm(de)etHeinrich Bommer.Ces deux chimistes allemands y parviennent en réduisant lechlorure d'erbiumanhydreavec des vapeurs depotassium.

Isotopes

L'erbium est naturellement présent sous forme d'un mélange de 6isotopes stables:¹⁶²Er,¹⁶⁴Er,¹⁶⁶Er,¹⁶⁷Er,¹⁶⁸Er et¹⁷⁰Er. L'erbium-166 est le plus abondant (33,503 %). 29radioisotopesont été caractérisés, le plus stable est¹⁶⁹Er avec unedemi-viede 9,4 jours. L'élément compte également 13isomères nucléaires,le plus stable étant^167mEr avec une demi-vie de 2,269 secondes.

Abondance naturelle et production

L'erbium est l'une desterres raresles plus abondantes. Sa concentration dans l'écorce terrestreest d'environ 3,5g/tonne,ce qui est presque le double de celle de l'étainet en fait le44^eélément par ordre d'abondance.

Les principales ressources minières sont situées enChineet auxÉtats-Unis.L'erbium peut être extrait des mêmes minerais que les autres terres rares, tels quexénotime,gadolinite,euxénite,fergusonite,polycraseoublomstrandine,mais les plus utilisés sont lamonaziteet labastnäsite.La production annuelle est d'environ 500 tonnes, principalement sous forme d'oxyde.Le métal pur est obtenu en chauffant le chlorure d'erbium avec des vapeurs decalciumsous vide et est disponible en morceaux, en lingots ou en poudre.Pour une pureté de 99,9 %, son prix était d'environ 21$le gramme en 2015.

Utilisations

• Médecine nucléaire:synoviorthèse isotopique des doigts dans lapolyarthrite rhumatoïde(erbium 169).
• Industrie nucléaire: du fait de sa forte capacité d'absorption desneutrons.
• Alliages: il diminue la dureté et facilite l'usinage duvanadium.
• Colorants: pour leverreet lesglaçurespourporcelaine.L'oxyde d'erbium donne une couleur rose.
• Filtres photographiques: coloré en rose, il permet de rehausser la qualité des photos prises en ambiance nuageuse.
• Lasersmédico-chirurgicaux:
  • Chirurgie: le laserYAGdopé à l'erbium concurrence ceux dopés à l'holmium.
  • Dentisterie: lelaser Erbiumest le plus polyvalent des lasers dentaires.
• Télécommunications optiques: lesamplificateurs optiquesà base de fibres dopées erbium sont devenus un élément standard des réseaux de télécommunications optiques longue distance.
• Panneaux solaires photovoltaïques: usage potentiel à la suite de la découverte d'un nouvel effet électronique.

Voir aussi

Liens externes

• (en)«Technical data for Erbium»(consulté le11 août 2016),avec en sous-pages les données connues pour chaque isotope

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