어븀 원소의 성질과 이용

세상을 보는 과학의 눈 - Science Wave

 

 

어븀(Erbium, Er) 원소의 성질과 이용

 

󰋯  원자번호：68

󰋯  족：3족(6주기), 란타넘족의 12번째 희토류 금속원소

󰋯  원자량：167.259

󰋯  밀도：9.066 g/cm^-3

󰋯  각 전자궤도의 전자 수：2, 8, 18, 30, 8, 2

󰋯  mp：1,529℃ / 󰋯  bp：2,868℃

  

은백색 광택을 가진 금속인 어븀 역시 매장량이 극히 적은 희토류 원소이며, 성질도 다른 란타넘족 원소들과 비슷하다. 어븀은 자연계에 순수한 상태로 존재하지 못하고 다른 원소와 화합물을 이루고 있다. 1843년에 터븀(Tb, 터븀 원소 참조)을 발견한 화학자 모잔더(Carl Gustaf Mosander 1797-1858)는 이트리아(yttria)라는 광석에서 같은 해에 어븀도 발견했다. 그는 이트리아가 많이 산출되는 스웨덴의 지방 이름(Ytterby, Ytt-erby)을 따서 새 원소에 어븀(erbium)이라는 명칭을 붙였다.

 

어븀은 무르고 연성이 좋으며, 공기 중에서 매우 느리게 산소와 화합하여 산화어븀(Er₂O₃)으로 변한다. 어븀을 산출하는 중요 광석은 제노타임(xenotime)과 옥세라이트(euxerite)이며, 이 광물에는 다른 란타넘족 원소들도 여러 가지 포함되어 있다.

 

 

어븀은 파장 1,530nm의 레이저를 낼 수 있다. 파장 1,550nm 레이저는 광섬유에 잘 흡수되지 않으므로 광통신에서 효율적인 ‘광섬유 레이저’로 이용된다. 한편 어븀과 다른 원소와의 화합물로 된 ‘Er․YAG 레이저’(Er․Y₃Al₅O₁₂)는 파장 2,940nm의 적외선 레이저를 방출하며, 이 파장의 레이저는 몸의 젖은 조직(물)에서 잘 흡수되기 때문에 레이저 외과수술에 적합하다.  (* 1nm는 10억분의 1m = 100만분의 1mm)

 

어븀은 19K(절대온도) 이하 온도에서는 강자성을, 19-80K에서는 반자성을, 80K 이상에서는 상자성을 나타냅니다(디스프로슘 원소 참조). 핼러젠 원소와 화합하면 핑크와 보라색을 나타내므로, 이런 화합물은 색유리 제조에 이용한다.

 

 

홀뮴 원소의 성질과 이용