Диспрозий

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
66 ТербийДиспрозийГольмий
Dy

Cf
ВодородГелийЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеонНатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргонКалийКальцийСкандийТитанВанадийХромМарганецЖелезоКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптонРубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийОловоСурьмаТеллурИодКсенонЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоРтутьТаллийСвинецВисмутПолонийАстатРадонФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклийКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБорийХассийМейтнерийДармштадтийРентгенийКоперницийНихонийФлеровийМосковийЛиверморийТеннессинОганесонПериодическая система элементов
66Dy
Hexagonal.svg
Electron shell 066 Dysprosium.svg
Внешний вид простого вещества
Dysprosium.jpg
Мягкий глянцевитый серебристый металл
Свойства атома
Название, символ, номер Диспрозий / Dysprosium (Dy), 66
Атомная масса
(молярная масса)
162,500(1)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Xe] 4f10 6s2
Радиус атома 180 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 159 пм
Радиус иона (+3e) 90,8 пм
Электродный потенциал Dy←Dy3+ -2,29В
Dy←Dy2+ -2,2В
Степени окисления 3
Энергия ионизации
(первый электрон)
 567,0(5,88) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 8,55 г/см³
Температура плавления 1685 K
Температура кипения 2835 K
Уд. теплота испарения 291 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 28,16[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём 19,0 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки гексагональная
Параметры решётки a=3,593 c=5,654 Å
Отношение c/a 1,574
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 10,7 Вт/(м·К)
Номер CAS 7429-91-6
66
Диспрозий
162,500
4f106s2

Диспро́зий (др.-греч. δυσπρόσιτος — труднодоступный[3]) — химический элемент с атомным номером 66; редкоземельный металл с блеском серебра. Не встречается в природе в чистом виде, но входит в состав некоторых минералов, например, ксенотима.

История[править | править код]

П. Э. Лекок де Буабодран открыл диспрозий в 1886 году при спектроскопическом анализе гольмии, или гольмиевой земли, а затем выделил оксид. В 1906 году Ж. Урбэн получил диспрозий в чистом виде.

Нахождение в природе[править | править код]

Кларк диспрозия в земной коре (по Тэйлору) 5 г/т, содержание в воде океанов 2,9·10−6[4]. Вместе с другими редкоземельными элементами входит в состав минералов гадолинита, ксенотима, монацита, апатита, бастензита и других.

Месторождения[править | править код]

Диспрозий добывается в месторождениях лантаноидов, наиболее значительные из которых находятся в Китае, США, Вьетнаме, Афганистане, России (Кольский полуостров), Киргизии, Австралии, Бразилии, Индии[5].

Получение[править | править код]

Диспрозий получают восстановлением DyCl3 или DyF3 кальцием, натрием или литием.

Физико-химические свойства[править | править код]

Диспрозий — серебристо-серый металл. Ниже 1384 °C устойчив α-Dy с гексагональной решеткой, а = 0,35603 нм, с = 0,56465 нм, выше 1384 °C — β-Dy с кубической решеткой.

На воздухе окисляется медленно, выше 100 °C — быстро. При нагревании металлический диспрозий реагирует с галогенами, азотом, водородом. Взаимодействует с минеральными кислотами (кроме HF), образуя соли Dy (III), не взаимодействует с растворами щелочей.

Цены[править | править код]

Цены на металлический диспрозий в слитках чистотой 99—99,9 % в 2008 году составили 180—250 долларов[6] за 1 кг.

В 2014 году 10 грамм диспрозия чистотой 99,9 % можно было купить за 114 евро[источник не указан 263 дня].

Применение[править | править код]

  • Металлургия. Диспрозий служит отличным легирующим компонентом цинковых сплавов. Добавление диспрозия к цирконию резко улучшает его технологичность (но увеличивает сечение захвата тепловых нейтронов). Так, легированный диспрозием цирконий легко поддается обработке давлением (прессование прутков).
  • Лазерные материалы. Ионы диспрозия давно применяются в медицинских лазерах (длина волны — 2,36 мкм).
  • Катализаторы. Применяется в качестве эффективного катализатора.
  • Ядерная энергетика. Диспрозий применяется в атомной технике (борид, борат, оксид, гафнат) как активно захватывающий нейтроны материал (покрытия, эмали, краски, регулирующие стержни), сечение захвата природной смеси изотопов около 930 барн, а самыми активными в природной смеси изотопов к захвату нейтронов являются диспрозий-161 (585 барн) и диспрозий-164 (2700 барн). Например, в регулирующих стержнях реакторов ВВЭР-1000 применяется оксид диспрозия в смеси с оксидом титана, однако лишь в качестве дополнения, основная часть стержня заполнена карбидом бора. Эффективность поглощения у смеси меньше, чем у бора, но на ней поглощаются нейтроны с вылетом только гамма-квантов, поэтому она не распухает[7].
  • Гигантский магнитострикционный эффект. Сплав диспрозий-железо, в поликристаллическом и особенно в монокристаллическом виде применяется как мощный магнитострикционный материал.
  • Термоэлектрические материалы. Термо-ЭДС монотеллурида диспрозия — около 15—20 мкВ/К.
  • Электроника. Ортоферрит диспрозия ограниченно находит применение в электронике.
  • Магнитные материалы. Оксид диспрозия применяется в производстве сверхмощных магнитов.
  • Источники света. Диспрозий применяется для производства осветительных металлогалогеновых ламп со спектром, близким к солнечному. Dy2O3 используют как компонент люминофоров красного свечения.

Биологическая роль[править | править код]

Биологической роли не несёт. Металлическая пыль диспрозия раздражает лёгкие.

Примечания[править | править код]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
  2. Химическая энциклопедия: в 5-ти тт. / Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 82. — 671 с. — 100 000 экз.
  3. Диспрозий // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  4. J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965
  5. Что такое МИНЕРАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ: РУДЫ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ — Энциклопедия Кольера — Словари — Словопедия
  6. Цены на диспрозий
  7. С.А.Андрушечко, А.М.Афоров, Б.Ю.Васильев, В.Н.Генералов, К.Б.Косоуров, Ю.М.Семченков, В.Ф.Украинцев. АЭС с реактором типа ВВЭР-1000. От физических основ эксплуатации до эволюции проекта. — М.: Логос, 2010. — С. 197. — 604 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-98704-496-4.

Ссылки[править | править код]