Autor: Peter Pančík
Publikované dňa:
Citácia: PANČÍK, Peter. 2025. Chempedia.sk: Lantanoidy (Prvky 6. periódy, f-blok). [cit. 2025-05-14]. Dostupné na internete: <https://chempedia.sk/anorganicka-chemia/lantanoidy>.
Lantanoidy sú skupinou štrnástich chemických prvkov s protónovými číslami 58 (cér, Ce) – 71 (lutécium, Lu), ktoré v periodickej tabuľke nasledujú za lantán (La, Z=57).
Patria medzi tzv. vnútroprechodné prvky alebo f‑prvky, pretože u nich dochádza k postupnému zapĺňaniu f‑orbitálov predposlednej elektrónovej vrstvy (presnejšie orbitálov 4f). Všeobecná elektrónová konfigurácia valenčnej vrstvy lantanoidov (okrem La a Lu) je [Xe] 4fⁿ 6s², kde n = 1 až 14 (resp. presnejšie [Xe] 4f¹⁻¹⁴ 5d⁰⁻¹ 6s²). Lantán má konfiguráciu [Xe] 5d¹ 6s² a lutécium [Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s². Charakteristické pre túto skupinu je teda obsadzovanie orbitálov 4f.
Lantanoidová kontrakcia link
Lantanoidová kontrakcia je jav, pri ktorom dochádza k postupnému zmenšovaniu atómových a iónových polomerov prvkov v rade lantanoidov so zvyšujúcim sa protónovým číslom. Tento jav je spôsobený slabým tieniacim účinkom 4f elektrónov. Ako sa zvyšuje protónové číslo, pridávajú sa elektróny do 4f orbitálov, ktoré však nedokážu efektívne tieniť zvyšujúci sa kladný náboj jadra. Výsledkom je silnejšia príťažlivá sila pôsobiaca na vonkajšie 6s elektróny, čo vedie k zmenšeniu atómového/iónového polomeru.
Dôsledky lantanoidovej kontrakcie sú významné:
- Podobnosť vlastností: Veľmi malý rozdiel v polomeroch susedných lantanoidov spôsobuje ich veľmi podobné chemické vlastnosti, čo komplikuje ich vzájomnú separáciu.
- Vplyv na nasledujúce prvky: V dôsledku lantanoidovej kontrakcie majú prvky 6. periódy nasledujúce za lantanoidmi (napr. Hf, Ta, W) takmer rovnaké atómové polomery ako prvky nad nimi v 5. perióde (Zr, Nb, Mo).
- Zvyšovanie hustoty: So zmenšujúcim sa polomerom a rastúcou atómovou hmotnosťou hustota lantanoidov rastie od céru k lutéciu (s výnimkou Eu a Yb).
- Zásaditosť hydroxidov: S rastúcim protónovým číslom a menším iónovým polomerom sa zvyšuje kovalentný charakter väzby Ln-OH a klesá zásaditosť hydroxidov Ln(OH)₃.
- Stabilita komplexov: S rastúcim nábojom a menším polomerom sa zvyšuje stabilita komplexov tvorených lantanoidmi.
Oxidačné stavy link
Prevažným a najstabilnejším oxidačným stavom pre všetky lantanoidy je +III. Tento stav zodpovedá odovzdaniu dvoch 6s elektrónov a jedného 5d (u La, Gd, Lu) alebo 4f elektrónu. Niektoré prvky však môžu dosiahnuť aj iné oxidačné stavy, najmä ak to vedie k stabilnej konfigurácii s prázdnymi (f⁰), polozaplnenými (f⁷) alebo úplne zaplnenými (f¹⁴) f-orbitálmi:
- +IV: Najstabilnejší u céru (Ce⁴⁺, [Xe] 4f⁰), ktorý je silným oxidačným činidlom. Vyskytuje sa aj u Pr a Tb.
- +II: Najstabilnejší u európia (Eu²⁺, [Xe] 4f⁷) a yterbia (Yb²⁺, [Xe] 4f¹⁴), ktoré pôsobia ako redukčné činidlá. Vyskytuje sa aj u Sm a Tm.
Trendy fyzikálnych vlastností link
Lantanoidy sú striebrolesklé, pomerne mäkké kovy (tvrdosť rastie s protónovým číslom, okrem Eu a Yb). Sú dobrými vodičmi tepla a elektrického prúdu.
- Atómový a iónový polomer: V dôsledku lantanoidovej kontrakcie polomery klesajú so zvyšujúcim sa protónovým číslom.
- Hustota: Všeobecne rastie od Ce k Lu, s výnimkou Eu a Yb, ktoré majú výrazne nižšiu hustotu.
- Teploty topenia a varu: Sú všeobecne vysoké, ale nevykazujú monotónny trend. Eu a Yb majú výrazne nižšie teploty topenia.
- Farba iónov: Mnohé ióny lantanoidov (Ln³⁺) sú farebné (napr. Pr³⁺ zelená, Nd³⁺ fialová, Er³⁺ ružová) v dôsledku tzv. f-f elektrónových prechodov. Absorpčné pásy sú úzke a charakteristické. Ióny La³⁺, Gd³⁺ a Lu³⁺ sú bezfarebné.
- Magnetické vlastnosti: Väčšina iónov Ln³⁺ má nespárené f-elektróny a sú preto paramagnetické. Niektoré kovy (Gd, Tb, Dy...) sú pri nízkych teplotách feromagnetické. Zliatiny Nd₂Fe₁₄B a SmCo₅ tvoria mimoriadne silné permanentné magnety.
Trendy chemických vlastností link
Lantanoidy sú reaktívne kovy, ich reaktivita je porovnateľná s kovmi alkalických zemín (napr. horčíkom). Na vzduchu sa postupne pokrývajú vrstvou oxidu.
- Reaktivita s vodou a kyselinami: Pomaly reagujú so studenou vodou (rýchlejšie s horúcou) za vzniku hydroxidu a uvoľnenia vodíka.
\( \ce{2Ln(s) + 6H2O(l) -> 2Ln(OH)3(s) + 3H2(g)} \)
- Ochotne reagujú so zriedenými kyselinami za vzniku Ln³⁺ solí a vodíka.
\( \ce{2Ln(s) + 6HCl(aq) -> 2LnCl3(aq) + 3H2(g)} \)
- Reakcie s nekovmi: Pri zahriatí reagujú s väčšinou nekovov (O₂, halogény, S, N₂, H₂, C...).
- Tvorba komplexov: Tvoria komplexy najmä s O- a F-donorovými ligandami. Typické koordinačné čísla sú vysoké (8, 9, niekedy až 12).
- Rádioaktivita: Jediným prirodzene sa vyskytujúcim rádioaktívnym lantanoidom je prométium (Pm).
Výskyt v prírode a získavanie link
Lantanoidy sa v prírode vyskytujú vždy ako zmes v rôznych mineráloch, najmä fosforečnanoch, uhličitanoch a kremičitanoch. Ich separácia je náročná kvôli veľkej chemickej podobnosti.
Hlavné minerály:
- Monazit: (Ce, La, Nd, Th)PO₄ – Fosforečnan ľahších lantanoidov.
- Bastnäsit: (Ce, La)(CO₃)F – Fluoro-uhličitan ľahších lantanoidov.
- Xenotim: YPO₄ – Fosforečnan ytria a ťažších lantanoidov.
- Iónovo-adsorpčné íly: Najmä v južnej Číne, zdroj ťažších lantanoidov.
Získavanie a separácia lantanoidov je komplexný proces zahŕňajúci ťažbu, úpravu rudy, chemický rozklad a najmä separáciu jednotlivých prvkov pomocou extrakcie rozpúšťadlami alebo iónovej výmeny. Čisté kovy sa pripravujú elektrolýzou tavenín halogenidov alebo metalotermickou redukciou.
Využitie lantanoidov link
Lantanoidy majú široké a často nezastupiteľné využitie v moderných technológiách:
- Magnety: Nd, Sm, Dy, Tb v najsilnejších permanentných magnetoch (motory, generátory, elektronika).
- Osvetlenie a displeje: Eu, Tb, Ce, Y, Gd v luminoforoch pre LED, žiarivky, obrazovky.
- Katalýza: Ce, La v automobilových katalyzátoroch a pri krakovaní ropy.
- Lasery: Nd, Er, Ho, Tm, Yb v pevnolátkových a vláknových laseroch pre priemysel, medicínu a komunikácie.
- Sklárstvo a keramika: Ce, La, Nd, Pr, Er, Ho na farbenie, leštenie, UV filtre a špeciálne optické vlastnosti.
- Medicína: Gd (MRI kontrastné látky), Sm, Lu (rádioterapia), Er, Ho, Tm (laserová chirurgia), La (vychytávač fosforečnanov).
- Metalurgia: Mischmetal (Ce, La...) ako prísada do ocelí a zliatin.
- Jadrová energetika: Sm, Gd, Dy, Eu ako absorbéry neutrónov.
- Batérie: La v NiMH batériách.
Bezpečnostné aspekty a environmentálne vplyvy link
- Toxicita: Lantanoidy (okrem Pm) majú nízku až strednú toxicitu, ale vdychovanie prachu môže byť škodlivé.
- Environmentálne záťaže pri ťažbe a spracovaní: Veľký objem odpadu, použitie nebezpečných chemikálií, riziko znečistenia vôd a pôdy, energetická náročnosť.
- Rádioaktivita: Mnohé rudy obsahujú prírodné Th a U, čo vedie k produkcii nízkoaktívneho rádioaktívneho odpadu (NORM).
Typy zlúčenín, ktoré lantanoidy tvoria link
Lantanoidy tvoria širokú škálu anorganických a komplexných zlúčenín, pričom dominujú tie v oxidačnom stave +III.
Oxidy link
Najbežnejším typom sú oxidy Ln₂O₃. Sú to zvyčajne biele (okrem farebných oxidov Pr, Nd, Ho, Er...) žiaruvzdorné zásadité prášky, ktorých zásaditosť klesá s rastúcim protónovým číslom (od La k Lu). Cér tvorí stabilný žltkastý oxid ceričitý (CeO₂), kde má oxidačný stav +IV. Prazeodým a terbium tvoria tmavé nestechiometrické oxidy (napr. Pr₆O₁₁, Tb₄O₇), ktoré obsahujú zmes Ln³⁺ a Ln⁴⁺.
Hydroxidy link
Hydroxidy Ln(OH)₃ sa zrážajú z vodných roztokov Ln³⁺ solí pridaním zásady (napr. NaOH, NH₄OH). Sú to objemné želatínovité zrazeniny, prakticky nerozpustné vo vode, ktorých zásaditosť klesá od La(OH)₃ k Lu(OH)₃. Rozpúšťajú sa v kyselinách.
Halogenidy link
Tvoria bezvodé trihalogenidy LnX₃ (X = F, Cl, Br, I) a ich hydráty. Fluoridy (LnF₃) sú iónové, nerozpustné vo vode a majú vysoké teploty topenia; používajú sa pri príprave kovov. Ostatné halogenidy (LnCl₃, LnBr₃, LnI₃) sú rozpustné vo vode (okrem niektorých jodidov), hygroskopické a majú nižšie teploty topenia. Pri zahrievaní ich hydrátov môže dôjsť k hydrolýze za vzniku oxohalogenidov LnOX. Cér, prazeodým a terbium tvoria aj tetrafluoridy (LnF₄).
Hydridy link
Reakciou s vodíkom pri zvýšenej teplote tvoria nestechiometrické hydridy, často so vzorcami blízkymi LnH₂ (štruktúra CaF₂) a LnH₃. Majú kovový vzhľad a niektoré sú vodičmi elektriny (LnH₂). Sú reaktívne, reagujú s vodou a vzduchom.
Chalkogenidy (Sulfidy, Selenidy, Teluridy) link
Tvoria chalkogenidy najčastejšie typu Ln₂S₃, Ln₂Se₃, Ln₂Te₃. Európium, yterbium a samárium tvoria aj monochalkogenidy LnS, LnSe, LnTe (s Ln²⁺). Niektoré majú zaujímavé polovodičové, termoelektrické a magnetické vlastnosti.
Pniktogenidy (Nitridy, Fosfidy, Arzenidy...) link
Tvoria zlúčeniny ako nitridy (LnN), fosfidy (LnP), arzenidy (LnAs). Nitridy sú často žiaruvzdorné keramické materiály.
Karbidy, Boridy, Silicidy link
Tvoria binárne zlúčeniny aj s týmito prvkami (LnC₂, Ln₂C₃, LnB₄, LnB₆, LnSi₂ atď.), často sú to tvrdé žiaruvzdorné materiály s kovovým vzhľadom a zaujímavými elektrickými a magnetickými vlastnosťami (napr. LaB₆ – katódy, Gd₅Si₄ – magnetokalorický jav).
Soli oxokyselín link
Tvoria soli s bežnými oxokyselinami. Typické rozpustnosti vo vode sú nasledovné: rozpustné sú dusičnany Ln(NO₃)₃·nH₂O a zvyčajne aj sírany Ln₂(SO₄)₃·nH₂O (rozpustnosť síranov klesá s rastúcou teplotou a mierne aj s rastúcim Z). Naopak, nerozpustné alebo málo rozpustné sú uhličitany Ln₂(CO₃)₃·nH₂O, fosforečnany LnPO₄ a šťaveľany Ln₂(C₂O₄)₃·nH₂O. Rozdiely v rozpustnosti sa historicky využívali pri ich separácii frakčnou kryštalizáciou alebo zrážaním.
Komplexné zlúčeniny link
Lantanoidy (najmä ako Ln³⁺ ióny) tvoria komplexné zlúčeniny, aj keď s menšou tendenciou ako d-prvky. Väzby v komplexoch majú prevažne iónový charakter. Preferujú ligandy s "tvrdými" donorovými atómami (kyslík, fluór, dusík). Typické koordinačné čísla sú vysoké (najčastejšie 8 a 9). Vo vodných roztokoch existujú ako hydratované ióny [Ln(H₂O)₈]³⁺ alebo [Ln(H₂O)₉]³⁺. Veľmi stabilné komplexy tvoria s multidentátnymi chelatačnými ligandami ako EDTA⁴⁻, DTPA⁵⁻, DOTA⁴⁻. Tieto komplexy sú dôležité pri separácii a v medicíne (MRI kontrastné látky s Gd³⁺).
- Je najrozšírenejším lantanoidom.
- Je to mäkký, železošedý kujný kov, na vzduchu reaktívny.
- Vykazuje stabilné oxidačné stavy +III a +IV.
- Jeho zliatina so železom (mischmetal) je pyroforická (kamienky do zapaľovačov).
| Vesmír | 1.00e-6 % |
|
| Slnečná sústava | 4.0e-7 % |
|
| Meteority | 0.000075 % |
|
| Zemská kôra | 0.0060 % |
|
| Oceány | 1.2e-10 % |
|
Oxid ceričitý link
Oxid ceričitý (CeO₂) je bledožltý až biely prášok. Kľúčová zložka automobilových katalyzátorov (zásobník kyslíka), leštidlo na sklo a UV absorbent.
Síran ceričitý link
Síran ceričitý (Ce(SO₄)₂) je oranžovo-žltá látka, silné oxidačné činidlo v analytickej chémii (cerimetria).
- Je to mäkký, strieborný kov.
- Na vzduchu oxiduje za vzniku zelenej vrstvy.
- Vykazuje oxidačný stav +III (Pr³⁺, zelený) a menej stabilný +IV.
- Jeho zlúčeniny farbia sklo na žltozeleno.
| Vesmír | 2.0e-7 % |
|
| Slnečná sústava | 1.0e-7 % |
|
| Meteority | 9.8e-6 % |
|
| Zemská kôra | 0.00086 % |
|
| Oceány | 6.0e-11 % |
|
Oxid prazeodymitý link
Oxid prazeodymitý (Pr₆O₁₁) je tmavohnedý až čierny prášok (zmes Pr³⁺/Pr⁴⁺). Používa sa ako žltý pigment do skla a keramiky a je súčasťou didýmového skla pre ochranné okuliare sklárov.
Chlorid prazeodymitý link
Chlorid prazeodymitý (PrCl₃) je svetlozelená hygroskopická tuhá látka. Slúži ako medziprodukt pri výrobe kovového prazeodýmu.
- Je to strieborný kov s mierne žltkastým nádychom.
- Na vzduchu pomerne rýchlo koroduje.
- Jeho hlavný oxidačný stav je +III (Nd³⁺, fialový/ružový ión).
- Je kľúčovou zložkou najsilnejších permanentných magnetov.
| Vesmír | 1.00e-6 % |
|
| Slnečná sústava | 3.0e-7 % |
|
| Meteority | 0.000050 % |
|
| Zemská kôra | 0.0033 % |
|
| Oceány | 2.8e-10 % |
|
Neodýmové magnety link
Neodýmové magnety (Nd₂Fe₁₄B) sú najsilnejšie známe komerčné permanentné magnety. Používajú sa v elektromotoroch (EV, HDD), generátoroch (veterné turbíny), reproduktoroch a MRI.
Oxid neodymitý link
Oxid neodymitý (Nd₂O₃) sa používa na farbenie skla a keramiky (fialová/červená). Sklo s Nd₂O₃ sa používa v laserovej technike (Nd:YAG lasery) a v ochranných okuliaroch.
- Všetky izotopy prométia sú rádioaktívne.
- Vyskytuje sa len v extrémne malých množstvách.
- Prométium sa získava v jadrových reaktoroch.
- Najdôležitejší je izotop prométium-147 (¹⁴⁷Pm).
- Hlavný oxidačný stav je +III (Pm³⁺, ružový).
Známe izotopy a zlúčeniny prométia link
Prométium-147 (¹⁴⁷Pm) je najvýznamnejší rádioaktívny izotop prométia. Je to beta žiarič s polčasom rozpadu približne 2.6 roka. Využíva sa v atómových batériách s dlhou životnosťou, pri presnom meraní hrúbky a historicky v rádioluminiscenčných farbách.
Oxid prométitý link
Oxid prométitý (Pm₂O₃) je tuhá látka s ružovou alebo levanduľovou farbou. Keďže je chemicky stabilnejší ako samotné rádioaktívne prométium-147 (¹⁴⁷Pm), mnohé aplikácie využívajú tento izotop práve vo forme oxidu prométitého.
- Je to strieborno-biely kov, relatívne stabilný na vzduchu.
- Vykazuje oxidačné stavy +III (Sm³⁺, žltý) a relatívne stabilný +II (Sm²⁺, červenohnedý).
- Je dôležité pre magnety a jadrovú energetiku.
| Vesmír | 5.0e-7 % |
|
| Slnečná sústava | 1.0e-7 % |
|
| Meteority | 0.000017 % |
|
| Zemská kôra | 0.00060 % |
|
| Oceány | 4.5e-11 % |
|
Známe izotopy a zlúčeniny samária link
Izotop ¹⁴⁹Sm sa používa ako neutrónový absorbér v jadrových reaktoroch. Rádioizotop ¹⁵³Sm sa používa v medicíne na liečbu bolesti pri kostných metastázach.
Oxid samaritý link
Oxid samaritý (Sm₂O₃) je bledožltý prášok. Používa sa ako absorbér infračerveného žiarenia v sklách, ako katalyzátor a prekurzor pre magnety.
Jodid samarnatý link
Jodid samarnatý (SmI₂) je tmavozelená tuhá látka, silné a selektívne redukčné činidlo v organickej syntéze (Kaganovo činidlo).
Samárium-kobaltové magnety link
Samárium-kobaltové magnety (SmCo₅, Sm₂Co₁₇) sú veľmi silné permanentné magnety s vynikajúcou teplotnou stabilitou. Používajú sa vo vysokoteplotných motoroch a mikrovlnných zariadeniach.
- Je to strieborný, pomerne mäkký kov.
- Je najreaktívnejším lantanoidom.
- Vykazuje stabilné oxidačné stavy +III (Eu³⁺, bledoružový) a +II (Eu²⁺, bezfarebný).
- Jeho zlúčeniny sú kľúčové pre červené a modré fosfory.
| Vesmír | 5.0e-8 % |
|
| Slnečná sústava | 5.0e-8 % |
|
| Meteority | 5.9e-6 % |
|
| Zemská kôra | 0.00018 % |
|
| Oceány | 1.3e-11 % |
|
Známe zlúčeniny európia link
Zlúčeniny európia sú nenahraditeľné ako aktivátory luminoforov:
- Eu³⁺ poskytuje červenú emisiu (napr. v Y₂O₃:Eu³⁺). Používa sa v televízoroch, monitoroch, úsporných žiarivkách a LED.
- Eu²⁺ poskytuje modrú alebo zelenú emisiu.
- Je to striebrobiely, pomerne mäkký kov.
- Ako jediný lantanoid je feromagnetické pri izbovej teplote.
- Má najvyšší účinný prierez pre záchyt neutrónov spomedzi stabilných prvkov.
- Jeho stabilný oxidačný stav je +III (Gd³⁺, bezfarebný, f⁷).
- Gadolínium vykazuje silný magnetokalorický efekt a používa sa vo vývoji magnetických chladničiek.
| Vesmír | 2.0e-7 % |
|
| Slnečná sústava | 2.0e-7 % |
|
| Meteority | 0.000023 % |
|
| Zemská kôra | 0.00052 % |
|
| Oceány | 7.0e-11 % |
|
Oxid gadolinitý link
Oxid gadolinitý (Gd₂O₃) je biely prášok. Používa sa v špeciálnych sklách, keramike, ako súčasť fosforov a materiálov pre regulačné tyče v jadrových reaktoroch.
Komplexy Gd³⁺ pre MRI link
Komplexy Gd³⁺ s chelatačnými ligandami (napr. Gd-DTPA) slúžia ako kontrastné látky pre magnetickú rezonanciu (MRI).
- Je to striebrobiely, pomerne mäkký kov.
- Vykazuje oxidačné stavy +III (Tb³⁺, bledoružový) a relatívne stabilný +IV (Tb⁴⁺, hnedý, f⁷).
- Je kľúčové pre zelené fosfory a magnetostrikčné materiály.
| Vesmír | 5.0e-8 % |
|
| Slnečná sústava | 1.0e-8 % |
|
| Meteority | 3.9e-6 % |
|
| Zemská kôra | 0.000093 % |
|
| Oceány | 1.4e-11 % |
|
Oxid terbitý link
Oxid terbitý (Tb₄O₇) je tmavohnedý až čierny prášok (zmes Tb³⁺/Tb⁴⁺). Je hlavnou surovinou pre výrobu zlúčenín terbia a používa sa pri výrobe zelených fosforov.
Zelené fosfory link
Ióny Tb³⁺ sú základom pre jasne zelené fosfory používané v osvetlení (žiarivky, LED), displejoch a röntgenových detektoroch.
Terfenol-D link
Terfenol-D je zliatina Tb, Dy a Fe, ktorá vykazuje obrovskú magnetostrikciu. Používa sa v sonaroch, aktuátoroch a senzoroch.
- Je to striebrobiely, relatívne tvrdý kov.
- Má veľmi vysokú magnetickú susceptibilitu.
- Jeho stabilný oxidačný stav je +III (Dy³⁺, žltozelený).
- Je dôležité pre permanentné magnety a osvetlenie.
| Vesmír | 2.0e-7 % |
|
| Slnečná sústava | 2.0e-7 % |
|
| Meteority | 0.000027 % |
|
| Zemská kôra | 0.00062 % |
|
| Oceány | 9.1e-11 % |
|
Oxid dysprozitý link
Oxid dysprozitý (Dy₂O₃) je biely až svetložltkastý prášok. Používa sa v keramike, sklách a ako súčasť cermetov pre regulačné tyče v jadrových reaktoroch.
Permanentné magnety (NdFeB) link
Dysprózium sa pridáva do NdFeB magnetov (spolu s Tb) na zvýšenie ich teplotnej stability a odolnosti voči demagnetizácii, čo je kľúčové pre motory v elektromobiloch a generátory vo veterných turbínach.
Metalhalogenidové výbojky link
Jodid dysprozitý (DyI₃) sa používa ako prísada do vysokointenzívnych výbojok na produkciu intenzívneho bieleho svetla.
- Je to mäkký, kujný, striebrobiely kov.
- Má najvyšší magnetický moment spomedzi všetkých stabilných prvkov.
- Jeho stabilný oxidačný stav je +III (Ho³⁺, žltý/ružový).
- Je dôležité pre lasery a magnety.
| Vesmír | 5.0e-8 % |
|
| Meteority | 5.9e-6 % |
|
| Zemská kôra | 0.00012 % |
|
| Oceány | 2.2e-11 % |
|
Oxid holmitý link
Oxid holmitý (Ho₂O₃) je svetložltý prášok, silne paramagnetický. Používa sa ako farbivo pre sklo (žlté/červené) a ako kalibračný štandard pre spektrofotometre.
Lasery (Ho:YAG) link
Ho:YAG lasery emitujú infračervené žiarenie (≈ 2,1 μm) silne absorbované vodou. Využívajú sa v medicíne na presné rezanie tkanív (urológia, ortopédia).
Magnety link
Vďaka extrémne vysokému magnetickému momentu sa holmium používa na výrobu pólových nástavcov v najsilnejších magnetoch.
- Je to mäkký, kujný, striebrobiely kov.
- Jeho stabilný oxidačný stav je +III (Er³⁺, ružový).
- Je kľúčové pre optické vlákna a lasery.
| Vesmír | 2.0e-7 % |
|
| Slnečná sústava | 1.0e-7 % |
|
| Meteority | 0.000018 % |
|
| Zemská kôra | 0.00030 % |
|
| Oceány | 9.0e-11 % |
|
Oxid erbitý link
Oxid erbitý (Er₂O₃) je ružový prášok. Používa sa ako ružové farbivo pre sklo a keramiku a ako dopant pre optické vlákna a lasery.
Optické zosilňovače (EDFA) link
Najdôležitejšia aplikácia erbia je v optických vláknach dopovaných erbiom (EDF), ktoré tvoria základ zosilňovačov EDFA. Tieto zosilňujú optické signály v telekomunikačnom pásme okolo 1550 nm, čo je nevyhnutné pre diaľkové optické siete (internet).
Lasery (Er:YAG, Er:Glass) link
Er:YAG lasery (2940 nm) sa používajú v medicíne (dermatológia, stomatológia). Er:Glass lasery (1540 nm) sú "bezpečné pre oči" a používajú sa v diaľkomeroch a LIDARoch.
- Je to mäkký, striebristo-šedý kov.
- Je najmenej sa vyskytujúcim stabilným lantanoidom.
- Jeho stabilný oxidačný stav je +III (Tm³⁺, zelený).
| Vesmír | 1.00e-8 % |
|
| Slnečná sústava | 2.0e-8 % |
|
| Meteority | 2.9e-6 % |
|
| Zemská kôra | 0.000045 % |
|
| Oceány | 2.0e-11 % |
|
Oxid tulitý link
Oxid tulitý (Tm₂O₃) je svetlozelený prášok. Používa sa pri výrobe laserových kryštálov a ako prekurzor.
Prenosné röntgenové zdroje link
Rádioizotop ¹⁷⁰Tm sa po aktivácii v reaktore používa ako zdroj žiarenia v prenosných röntgenových prístrojoch.
Lasery (Tm:YAG) link
Tm:YAG lasery emitujú infračervené žiarenie okolo 2000 nm a používajú sa v medicíne.
- Je to jasný, striebristý kov, pomerne mäkký.
- Vykazuje stabilné oxidačné stavy +III (Yb³⁺, bezfarebný) a +II (Yb²⁺, žltozelený).
- Je dôležité pre lasery a atómové hodiny.
| Vesmír | 2.0e-7 % |
|
| Slnečná sústava | 1.0e-7 % |
|
| Meteority | 0.000018 % |
|
| Zemská kôra | 0.00028 % |
|
| Oceány | 8.0e-11 % |
|
Oxid yterbitý link
Oxid yterbitý (Yb₂O₃) je biely prášok. Používa sa v keramike, špeciálnych sklách a ako prekurzor.
Lasery a vláknová optika link
Yterbium je kľúčovým dopantom pre vysokovýkonné vláknové lasery (Yb-doped fibers) pre priemysel a výskum.
Atómové hodiny link
Atómy yterbia sa používajú na konštrukciu jedných z najpresnejších atómových hodín na svete.
- Je to striebrobiely kov.
- Je najtvrdším, najhustejším a má najvyššiu teplotu topenia spomedzi lantanoidov.
- Jeho stabilný oxidačný stav je +III (Lu³⁺, bezfarebný, f¹⁴).
- Je to koncový prvok série lantanoidov.
| Vesmír | 1.00e-8 % |
|
| Slnečná sústava | 1.0e-7 % |
|
| Meteority | 2.9e-6 % |
|
| Zemská kôra | 0.000056 % |
|
| Oceány | 1.5e-11 % |
|
Oxid lutecitý link
Oxid lutecitý (Lu₂O₃) je biely prášok. Používa sa pri výrobe katalyzátorov, keramiky a ako prekurzor.
Scintilátory pre PET link
Kryštály na báze lutécia, ako LSO (Lu₂SiO₅:Ce) a LYSO (Lu-Y oxyortosilikát:Ce), sú kľúčovými materiálmi pre detektory v pozitrónovej emisnej tomografii (PET).
Liečba rakoviny link
Rádioizotop ¹⁷⁷Lu sa používa v cielenej rádionuklidovej terapii (napr. ¹⁷⁷Lu-DOTATATE).
