Dysprosium (Dy), chemisch element, een zeldzaam aardmetaal uit de lanthanideserie van het periodiek systeem.
Quiz
Periodiek systeemquiz
Sg
Dysprosium is een relatief hard metaal en is in zijn pure vorm zilverwit. Het is vrij stabiel in lucht en blijft glanzend bij kamertemperatuur. Dysprosium-draaiingen ontbranden gemakkelijk en branden witgloeiend. Het metaal reageert langzaam met water en lost snel op in verdunde zuren - behalve fluorwaterstofzuur (HF), waarin het een beschermende laag van onoplosbaar DyF 3 vormt. Het metaal is een zeer sterke paramagnet boven ongeveer 180 K (−93 ° C of −136 ° F); het is antiferromagnetisch tussen ongeveer 90 (−183 ° C of −298 ° F) en 180 K en ferromagnetisch onder 90 K.
De Franse chemicus Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran vond dit element (1886) voor het eerst in verband met holmium en andere zware lanthaniden; De Franse chemicus Georges Urbain kon later (1906) een redelijk zuivere fractie bereiden. Enkele belangrijke minerale bronnen van dysprosium zijn lateriet-ionogene kleien, xenotime, fergusoniet, gadoliniet, euxeniet, polycrase en blomstrandine. Het komt ook voor in de producten van kernsplijting.
De van nature voorkomende isotopen zijn allemaal stabiel en hebben massagetallen 164 (natuurlijke overvloed 28,3 procent), 162 (25,5 procent), 163 (24,9 procent), 161 (18,9 procent), 160 (2,33 procent), 158 (0,10 procent) en 156 (0,06 procent). Exclusief nucleaire isomeren zijn in totaal 29 radioactieve isotopen van dysprosium bekend. Ze variëren in massa van 138 tot 173. De minst stabiel is dysprosium-139 (halfwaardetijd 0,6 seconde), en het meest stabiel is dysprosium-154 (halveringstijd 3,0 x 10 6 jaar).
Commerciële scheiding wordt uitgevoerd door vloeistof-vloeistof extractie of ionenuitwisselingsmethoden. Het metaal is bereid door metallotherme reductie van de watervrije halogeniden met alkali- of aardalkalimetalen. Het metaal wordt verder gezuiverd door vacuümdestillatie. Dysprosium bestaat in drie allotrope (structurele) vormen. De α-fase is dicht opeengepakt zeshoekig met a = 3,5915 Å en c = 5,6501 Å bij kamertemperatuur. Bij koeling beneden ~ 90 K gaat de ferromagnetische ordening vergezeld van een orthorhombische vervorming, β-Dy, van het hexagonale dicht opeengepakte rooster. De β-fase heeft a = 3.595 Å, b = 6.184 Å en c = 5.678 Å bij 86 K (−187 ° C of −305 ° F). De γ-fase is lichaamsgericht kubisch met a = 4,03 Å bij 1.381 ° C (2.518 ° F).
Het belangrijkste gebruik van dysprosium is als legeringstoevoeging aan Nd 2 Fe 14 B permanentmagneetmaterialen (waarin een deel van het neodymium is vervangen door dysprosium) om zowel het Curiepunt als vooral de coërciviteit te verhogen en daardoor de hoge temperatuur te verbeteren prestaties van de legering. Het metaal is ook een bestanddeel van magnetostrictief Terfenol D (Tb 0,3 Dy 0,7 Fe 2). Dysprosium wordt gebruikt in controlestaven voor kernreactoren vanwege zijn relatief hoge neutronenabsorptiedoorsnede; de verbindingen zijn gebruikt voor het maken van lasermaterialen en fosforactivatoren en in halogeen-metaaldamplampen.
Chemisch gedraagt dysprosium zich als een typische driewaardige zeldzame aarde en vormt het een reeks lichtgele verbindingen waarin de oxidatietoestand +3 is.
Elementeigenschappen
| atoomnummer | 66 |
|---|---|
| atoomgewicht | 162,5 |
| smeltpunt | 1.412 ° C (2.574 ° F) |
| kookpunt | 2567 ° C (4653 ° F) |
| dichtheid | 8.551 gram / cm 3 (24 ° C of 75 ° F) |
| oxidatie toestand | +3 |
| elektronen configuratie | [Xe] 4f 10 6s 2 |
