Chemisches Dysprosium-Element

Dysprosium (Dy), chemisches Element, ein Seltenerdmetall der Lanthanidenreihe des Periodensystems.

Quiz

Periodensystem Quiz

Sg

Dysprosium ist ein relativ hartes Metall und in seiner reinen Form silberweiß. Es ist an der Luft ziemlich stabil und bleibt bei Raumtemperatur glänzend. Dysprosium-Späne entzünden sich leicht und brennen weißglühend. Das Metall reagiert langsam mit Wasser und löst sich schnell in verdünnten Säuren auf - mit Ausnahme von Flusssäure (HF), in der es eine Schutzschicht aus unlöslichem DyF _{3 bildet}. Das Metall ist ein sehr starker Paramagnet oberhalb von ungefähr 180 K (–93 ° C oder –136 ° F); es ist antiferromagnetisch zwischen etwa 90 (–183 ° C oder –298 ° F) und 180 K und ferromagnetisch unter 90 K.

Der französische Chemiker Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran fand dieses Element (1886) erstmals in Verbindung mit Holmium und anderen schweren Lanthaniden. Der französische Chemiker Georges Urbain konnte später (1906) eine einigermaßen reine Fraktion herstellen. Einige wichtige Mineralquellen für Dysprosium sind Laterit-Ionentone, Xenotim, Fergusonit, Gadolinit, Euxenit, Polycrase und Blomstrandin. Es kommt auch in den Produkten der Kernspaltung vor.

Die natürlich vorkommenden Isotope sind alle stabil und haben Massenzahlen 164 (natürliche Häufigkeit 28,3 Prozent), 162 (25,5 Prozent), 163 (24,9 Prozent), 161 (18,9 Prozent), 160 (2,33 Prozent), 158 (0,10 Prozent) und 156 (0,06 Prozent). Mit Ausnahme von Kernisomeren sind insgesamt 29 radioaktive Dysprosiumisotope bekannt. Ihre Masse reicht von 138 bis 173. Die am wenigsten stabile ist Dysprosium-139 (Halbwertszeit 0,6 Sekunden) und die stabilste ist Dysprosium-154 (Halbwertszeit 3,0 × 10 ⁶ Jahre).

Die kommerzielle Trennung erfolgt durch Flüssig-Flüssig-Extraktion oder Ionenaustauschverfahren. Das Metall wurde durch metallotherme Reduktion der wasserfreien Halogenide mit Alkali- oder Erdalkalimetallen hergestellt. Das Metall wird durch Vakuumdestillation weiter gereinigt. Dysprosium liegt in drei allotropen (strukturellen) Formen vor. Die α-Phase ist dicht gepackt hexagonal mit a = 3,5915 Å und c = 5,6501 Å bei Raumtemperatur. Bei Abkühlung unter ~ 90 K geht die ferromagnetische Ordnung mit einer orthorhombischen Verzerrung β-Dy des hexagonalen dicht gepackten Gitters einher. Die β-Phase hat a = 3,595 Å, b = 6,184 Å und c = 5,678 Å bei 86 K (–187 ° C oder –305 ° F). Die γ-Phase ist körperzentriert kubisch mit a = 4,03 Å bei 1.381 ° C (2.518 ° F).

Dysprosium wird hauptsächlich als Legierungszusatz zu Nd ₂ Fe ₁₄ B-Permanentmagnetmaterialien (bei denen ein Teil des Neodyms durch Dysprosium substituiert ist) verwendet, um sowohl den Curie-Punkt als auch insbesondere die Koerzitivkraft zu erhöhen und daher die Hochtemperatur zu verbessern Leistung der Legierung. Das Metall ist auch Bestandteil des magnetostriktiven Terfenols D (Tb _0,3 Dy _0,7 Fe ₂). Dysprosium wird wegen seines relativ hohen Neutronenabsorptionsquerschnitts in Steuerstäben für Kernreaktoren verwendet. Seine Verbindungen wurden zur Herstellung von Lasermaterialien und Leuchtstoffaktivatoren sowie in Metallhalogenidlampen verwendet.

Dysprosium verhält sich chemisch wie eine typische dreiwertige Seltene Erde und bildet eine Reihe hellgelber Verbindungen, in denen die Oxidationsstufe +3 beträgt.

Elementeigenschaften

Ordnungszahl	66
atomares Gewicht	162.5
Schmelzpunkt	1.412 ° C (2.574 ° F)
Siedepunkt	2,567 ° C (4,653 ° F)
Dichte	8,551 g / cm 3 (24 ° C oder 75 ° F)
Oxidationszustand	+3
Elektronenkonfiguration	[Xe] 4f 10 6s 2