Chapitres
- 01. Un peu d’histoire
- 02. Présence à l’état naturel
- 03. Production
- 04. Prix et cours de l'erbium
- 05. Propriétés physiques et chimiques
- 06. Utilisations
- 07. Dangers
L'erbium est un élément chimique qui porte le numéro 68 dans la classification périodique des éléments. 
| Informations générales | |
|---|---|
| Symbole | Er |
| Numéro atomique | 68 |
| Famille | Lanthanide |
| Période | 6 |
| Bloc | f |
| Masse volumique | 9,066 g.cm-3 |
| Couleur | Blanc |
| Propriétés atomiques | |
| Masse atomique | 167,259 u |
| Rayon atomique | 175 pm |
| Configuration électronique | [Xe] 6s2 4f12 |
| Électrons par niveau d'énergie | 2 | 8 | 18 | 30 | 8 | 2 |
| Oxyde | Base |
| Propriétés physiques | |
| État ordinaire | Solide |
| Point de fusion | 1529 °C |
| Point d'ébullition | 2868 °C |
Définitions
- Numéro atomique : Le numéro atomique d'un atome représente le nombre de protons de ce dernier
- Famille : L'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée) a regroupé en 10 familles les éléments chimiques qui présentent des propriétés physiques et chimiques semblables
- Groupe : Chaque groupe correspond aux éléments chimiques présents dans une même colonne du tableau périodique des éléments
- Période : Chaque période correspond aux éléments chimiques présents dans une même ligne du tableau périodique des éléments. Ils partagent également le même nombre de couches électroniques. On en compte 7 au maximum
- Bloc : Les éléments périodiques sont classés par bloc selon leurs propriétés et selon les couches électroniques jusqu’auxquelles elles sont remplies
- Dureté : La dureté d'un matériau représente la résistance qu'il oppose à la pénétration. On peut la mesurer selon plusieurs méthodes : la méthode par pénétration, la méthode par rayage ou encore la méthode par rebondissement
- Point de fusion : Le point de fusion correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique fond, passant ainsi de l'état solide à l'état liquide
- Point d'ébullition : Le point d'ébullition correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique bout, passant ainsi de l'état liquide à l'état gazeux
Rappel : La classification périodique des éléments, aussi appelée tableau de Mendeleïev, du nom de son créateur. C'est un chimiste russe qui en 1869 créa un tableau dont le but était de regrouper tous les éléments chimiques connus par points communs (groupes et familles par exemple). Il a souvent été ajusté et mis à jour depuis cette époque. Sa dernière révision date de 2016 par l'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée), une ONG suisse qui a pour but l'évolution de la physique-chimie. Le tableau périodique compte à ce jour 118 éléments. L’UICPA, l’Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée est une organisation non gouvernementale ayant son siège à Zurich, en Suisse. Créée en 1919, elle s’intéresse au progrès de la chimie, de la chimie physique et de la biochimie. Ses membres sont les différentes sociétés nationales de chimie et elle est membre du Conseil International pour la Science. L’UICPA est une autorité reconnue dans le développement des règles à adopter pour la nomenclature, les symboles et autres terminologie des éléments chimiques et leurs dérivé via son Comité Interdivisionnel de la Nomenclature et des Symboles. Ce comité fixe la nomenclature de l’UICPA.
Un peu d’histoire
Étymologie
Le nom erbium provient du nom de la ville d'Ytterby, située en Suède, là où l'on a découvert le minerai dans lequel on a pu identifier pour la première fois cet élément chimique.
Découverte
C'est en 1789 qu'un chimiste finlandais, Johan Gadolin, découvre qu'un nouvel oxyde est présent dans un échantillon de gadolinite, une espèce minérale. Cet échantillon provenait de la ville d'Ytterby, ce qui donna son nom d'yttria à l'élément nouveau découvert. Une cinquantaine d'années plus tard, un chimiste suédois répondant au nom de Carl Gustav Mosander continue d'effectuer des recherches sur l'yttria et arrive à extraire trois oxydes :
- Un blanc nommé yttrium,
- Un jaune nommé odinium,
- Un incolore qui garde le nom d'yttria.
La forme d'oxyde jaune donnant des sels roses, il décide de l’appeler erbia, ce qui donnera finalement le nom d'erbium à cet élément.
Présence à l’état naturel
Les terres rares est un groupe de métaux possédant des propriétés proches du scandium 21Sc, de l’yttrium 39Y, et des quinze lanthanides
Son clarke est de 3,5 grammes par tonne.
Le clarke d’un élément chimique définit sa présence moyenne dans la croûte terrestre . Il s’exprime sous la forme d’une fraction massique en pourcentage, ppm (partie par million), ou ppb (partie par milliard)
L'erbium qu'on retrouve dans les mines est extrait principalement aux Etats-Unis et en Chine. Il est présent dans de nombreux minerais. En voici quelques uns :
- La gadolinite,
- La fergusonite,
- La polycrase,
- La xénotime,
- L'euxénite,
- La blomstrandine,
- La bastnäsite,
- La monazite.
Production
Chaque année on compte à environ 500 tonnes la masse d'erbium produit. Une fois extrait des mines, il est transformé pour obtenir de l'oxyde d'erbium principalement. On obtient l'erbium sous sa forme de métal pur en faisant chauffer du chlorure d'erbium avec des vapeurs de calcium. Le métal obtenu est sous la forme de lingots, petits morceaux ou poudre.
Prix et cours de l'erbium
Dans un état de pureté presque parfait, l'erbium se vend à 21 $ le gramme.
Propriétés physiques et chimiques
L'erbium est un métal malléable et ductile, tout comme les autres éléments de la famille des lanthanides. Sous exposition à l'air, il s'oxyde lentement. il est ferromagnétique sous la barre des 19 K et antiferromagnétique lorsque la température est comprise entre 19 K et 80 K. Au dessus de cette limite, il devient paramagnétique, c'est à dire qu'il s'aimante facilement.
Un élément est dit ferromagnétique quand il possède des propriétés de ferromagnétisme. Le ferromagnétisme est le mécanisme par lequel des matériaux forment des aimants permanents ou sont attirés par d’autres aimants. Le cobalt, le nickel ou encore le fer sont des éléments ferromagnétiques
Isotopes
Des isotopes sont des atomes qui possèdent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons
6 isotopes sont présents à l'état naturel :
- L'erbium 162,
- L'erbium 164,
- L'erbium 166,
- L'erbium 167,
- L'erbium 168,
- L'erbium 170.
On lui compte aussi 29 radioisotopes, le plus stable étant l'erbium 169 avec une durée de demie-vie de 9 jours. Pour finir, il existe aussi 13 isomères nucléaires, le plus stable étant l'erbium 167 avec une durée de demie-vie d'environ 2 secondes.
Utilisations
Utilisations médicales
On utilise l'erbium en chirurgie, notamment avec le laser YAG, pour grenat d'yttrium et d'aluminium, dopé à l'erbium ou l'holmium. Il est aussi présent en dentisterie avec le laser Erbium. Sa longueur d'onde étant de 2940 nm, il est facilement absorbé par les tissus humides.
Utilisations industrielles
Dans le domaine du nucléaire, il est employé pour ses capacités élevées d'absorption de neutrons. L'erbium est également très utilisé dans les alliages. En effet, il va diminuer la dureté et donc faciliter l'usinage du vanadium. L'erbium sous sa forme d'oxyde est utilisé en tant que colorant rose pour le verre ou les glaçure de porcelaine. Utilisé, toujours sous sa forme d'oxyde rose, pour les filtres photographique, il permet également de rehausser la qualité des photos prises en ambiance nuageuse.
Utilisations dans le domaine des télécommunications
L'erbium est aussi utilisé dans les télécommunications en tant qu'amplificateur optique en formant des filtres dopés par l'erbium, dans les fibres optiques notamment,. ou pour les panneaux photovoltaïques suite à la découverte d'un nouvel effet électronique.
Dangers
En cas d'ingestion, l'erbium peut être légèrement toxique : il peut se concentrer dans le foie et les reins en provoquant des lésions. Ceci n'est pas forcément le cas pour tous ses différents composés.
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