L'erbium est unélément chimique de symboleEr et denuméro atomique 68.L'erbium constitue un métal du groupe desterres rares. Comme la plupart des autreslanthanides, il est de couleur gris argent, malléable et ductile à température ambiante. Il s'oxyde peu dans l'air sec.
L'appellation erbium, provient de l'endroit,Ytterby près deStockholm enSuède, où l'on a découvert le minerai dans lequel ont également été identifiées plusieurs autres terres rares. Les éléments chimiquesyttrium,terbium etytterbium partagent la même étymologie.
L'erbium naturel est constitué d'un mélange de 6isotopes stables.
Diagrammes des découvertes des terres rares. Les dates entre parenthèses sont les dates d'annonces des découvertes[6]. Les branches représentent les séparations des éléments à partir d'un ancien (l'un des nouveaux éléments conservant le nom de l'ancien, sauf pour le didyme).
En 1789, lechimiste finlandaisJohan Gadolin identifie un nouveloxyde (ou « terre ») dans un échantillon d'ytterbite (rebaptisée plus tard « gadolinite » en son honneur). Cette nouvelle roche avait été découverte deux ans auparavant par le lieutenantCarl Axel Arrhenius près du village d'Ytterby enSuède. Ces travaux sont confirmés en 1797 parAnders Gustaf Ekeberg qui baptise le nouvel oxydeyttria[7].
Près d'un demi-siècle plus tard, le SuédoisCarl Gustav Mosander parvient à isoler plusieursterres rares (cérium,lanthane etdidyme) grâce à de nouveaux procédés decristallisation fractionnée[8]. Convaincu que l'yttria extraite de la gadolinite est également un mélange, il décide d'y chercher certains de ces nouveaux composés. À l'automne 1842, il parvient à isoler deux oxydes, l'un blanc (donnant des sels incolores), qu'il considère comme le véritable yttrium, et l'autre jaune (donnant des sels roses), qu'il décide de nommer « odinium » en l'honneur du dieuOdin de lamythologie nordique. Avant de publier les résultats de ces recherches en 1843, Mosander achève une étape supplémentaire de fractionnement desoxalates de ces composés et découvre un troisième oxyde. Il décide de conserver le termeyttria pour la fraction incolore (oxyde d'yttrium pur) et nomme la fraction jauneerbia et la fraction roseterbia, toujours en rappel du village d'Ytterby. Pour d'obscures raisons, les successeurs de Mosander intervertiront ces deux termes. C'est ainsi queerbia (l'erbine) finit par désigner l'oxyde d'erbium (rose) etterbia (laterbine) l'oxyde de terbium (jaune)[9].
Chlorure d'erbium(III) en lumière du jour, montrant une certaine fluorescence rose de Er+3 sous les ultraviolets naturels.
Élémenttrivalent, l'erbiummétallique pur est malléable (ou facilement façonné), mou mais stable à l'air, et ne s'oxyde pas si rapidement que certains autresmétaux de terres rares. Sessels sont de couleur rose, et l'élément a des bandes d'absorption nettes caractéristiques dans lespectre visible, l'ultraviolet et l'infrarouge proche[11]. Sinon, il ressemble beaucoup aux autres terres rares. Sonsesquioxyde est appeléerbine. Les propriétés de l'erbium sont dans une certaine mesure dictées par le type et la quantité d'impuretés présentes. L'erbium ne joue aucun rôle biologique connu, mais on pense qu'il est capable de simuler lemétabolisme[12].
L'erbium peut former des amas atomiques en forme d'hélice Er3N, où la distance entre les atomes d'erbium est de 0,35 nm. Ces amas peuvent être isolés en les encapsulant dans des molécules defullerène, comme le confirme lamicroscopie électronique en transmission[14].
Comme la plupart deséléments de terres rares, l'erbium se trouve généralement dans l'état d'oxydation +3. Cependant, il peut être également dans les états d'oxydation 0, +1 et +2[15].
L'erbium métallique conserve son éclat dans l'air sec, mais se ternit lentement dans l'air humide et brûle facilement pour former de l'oxyde d'erbium(III)[12] :
4 Er + 3 O2 → 2 Er2O3
L'erbium est assez électropositif et réagit lentement avec l'eau froide et rapidement avec l'eau chaude pour former de l'hydroxyde d'erbium[16] :
2 Er (s) + 6 H2O (l) → 2 Er(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)
L'erbium métallique réagit avec tous les halogènes[17] :
2 Er (s) + 3 F2 (g) → 2 ErF3 (s) [rose]
2 Er (s) + 3 Cl2 (g) → 2 ErCl3 (s) [violet]
2 Er (s) + 3 Br2 (g) → 2 ErBr3 (s) [violet]
2 Er (s) + 3 I2 (g) → 2 ErI3 (s) [violet]
L'erbium se dissout facilement dans l'acide sulfurique dilué pour former des solutions contenant des ions Er(III) hydratés, qui existent sous forme de complexes d'hydratation rouge rose [Er(OH2)9]3+[17] :
2 Er (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Er3+ (aq) + 3 SO42- (aq) + 3 H2 (g)
L'erbium est naturellement présent sous forme d'un mélange de 6isotopes stables :162Er,164Er,166Er,167Er,168Er et170Er. L'erbium-166 est le plus abondant (33,503 %). 29radioisotopes ont été caractérisés, le plus stable est169Er avec unedemi-vie de 9,4 jours. L'élément compte également 13isomères nucléaires, le plus stable étant167mEr avec une demi-vie de 2,269 secondes[18].
Les principales ressources minières sont situées enChine et auxÉtats-Unis. L'erbium peut être extrait des mêmes minerais que les autres terres rares, tels quexénotime,gadolinite,euxénite,fergusonite,polycrase oublomstrandine, mais les plus utilisés sont lamonazite et labastnäsite. La production annuelle est d'environ 500 tonnes, principalement sous forme d'oxyde. Le métal pur est obtenu en chauffant le chlorure d'erbium avec des vapeurs decalcium sous vide et est disponible en morceaux, en lingots ou en poudre[7]. Pour une pureté de 99,9 %, son prix était d'environ 21$ le gramme en 2015[10].
Chirurgie : le laserYAG dopé à l'erbium concurrence ceux dopés à l'holmium.
Dentisterie : lelaser Erbium est le plus polyvalent des lasers dentaires.
Télécommunications optiques : lesamplificateurs optiques à base de fibres dopées erbium sont devenus un élément standard des réseaux de télécommunications optiques longue distance.
Panneaux solaires photovoltaïques : usage potentiel à la suite de la découverte d'un nouvel effet électronique[19].
↑Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
↑a etbEntrée « Erbium, powder » dans la base de données de produits chimiquesGESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand,anglais), accès le 28 août 2018(JavaScript nécessaire)
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