镝是一种银稀土金属,原子序数66,元素符号DY,与其它稀土元素一样,在现代社会有着广泛的应用。这里有一些有趣的镝事实,包括它的历史、用途、来源和性质。
镝
1886年,保罗莱科德博伊斯鲍德兰(PaulLecoqdeBoisbaudran)发现了镝,但直到20世纪50年代,弗兰克·斯佩丁(FrankSpedding)才将它作为一种纯金属分离出来。Boisbaudran从希腊语单词dystrositos中命名元素dystrosium,意思是“难以获得”。这反映了Boisbaudran从氧化物中分离元素的困难(它尝试了30次,仍然产生了不纯净的产物)。
在室温下,镝是一种明亮的银金属,在空气中缓慢氧化,容易燃烧。它很软,可以用刀切。只要金属没有过热(这会导致火花和点火),它就可以进行机械加工。
尽管66号元素的大多数性质与其他稀土元素的性质相似,但它具有异常高的磁性强度(与钬一样)。Dy在低于85K(-188.2°C)的温度下具有铁磁性。高于此温度时,它转变为螺旋状反铁磁状态,在179 K(-94°C)时产生无序顺磁状态。
镝与相关元素一样,在自然界中不会自由存在。它存在于多种矿物中,包括捕虏体和独居石砂。该元素作为钇提取的副产品,使用磁铁或浮选工艺,然后离子交换置换,以获得氟化镝或氯化镝。最后,通过卤化物与钙或锂金属反应得到纯金属。
地壳中镝的丰度为5.2 mg/kg,海水中镝的丰度为0.9 ng/l。
天然元素66由七种稳定同位素组成。最丰富的是DY-154(28%)。共合成了29种放射性同位素,其中至少有11种亚稳态异构体。
镝用于核控制棒的高热中子截面、高磁化率的数据存储、磁致伸缩材料和稀土磁体。它与其他元素结合,作为红外辐射源,在剂量计中,并制造高强度纳米纤维。三价镝离子显示出有趣的发光,导致其在激光、二极管、金属卤化物灯和磷光材料中的应用。
镝没有已知的生物学功能。可溶性镝化合物在摄入或吸入时有轻微毒性,而不溶性化合物则被认为是无毒的。纯金属存在危险,因为它与水反应形成易燃氢,与空气反应点燃。粉末状的Dy和薄的Dy箔在有火花的情况下会爆炸。火不能用水扑灭。某些镝化合物,包括其硝酸盐,与人体皮肤和其他有机物质接触后会点燃。
Dysprosium Properties
Element Name: dysprosium
Element Symbol: Dy
Atomic Number: 66
Atomic Weight: 162.500(1)
Discovery: Lecoq de Boisbaudran (1886)
Element Group: f-block, rare earth, lanthanide
Element Period: period 6
Electron Shell Configuration: [Xe] 4f10 6s2 (2, 8, 18, 28, 8, 2)
Phase: solid
Density: 8.540 g/cm3 (near room temperature)
Melting Point: 1680 K (1407 °C, 2565 °F)
Boiling Point: 2840 K (2562 °C, 4653 °F)
Oxidation States: 4, 3, 2, 1
Heat of Fusion: 11.06 kJ/mol
Heat of Vaporization: 280 kJ/mol
Molar Heat Capacity: 27.7 J/(mol·K)
Electronegativity: Pauling scale: 1.22
Ionization Energy: 1st: 573.0 kJ/mol, 2nd: 1130 kJ/mol, 3rd: 2200 kJ/mol
Atomic Radius: 178 picometers
Crystal Structure: hexagonal close-packed (hcp)
Magnetic Ordering: paramagnetic (at 300K)