Dysprosium

Dysprosium (von griech. dysprósitos = unzugänglich) ist ein chemisches Element.

Eigenschaften
Terbium - Dysprosium - Holmium Dy Cf       [Xe]4f106s2 162 66 Dy Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Dysprosium, Dy, 66
Serie	Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block	La, 6, f
Dichte, Mohshärte	8551 kg/m3, k. A.
Aussehen	silbrig weiß
Atomar
Atommasse	162,50
Atomradius (berechnet)	175 (228) pm
Kovalenter Radius	k. A.
van der Waals-Radius	k. A.
Elektronenkonfiguration	[Xe];4f106s2
Elektronen pro Energieniveau	2, 8, 18, 28, 8, 2
Oxidationszustände (Oxide)	3 (schwach basisch)
Kristallstruktur	Hexagonal
Physikalisch
Aggregatzustand (Magnetismus)	fest (__)
Schmelzpunkt	1680 K (1407 °C)
Siedepunkt	2840 K (2567 °C)
Molares Volumen	19,01 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme	230 kJ/mol
Schmelzwärme	11,06 kJ/mol
Dampfdruck	k. A.
Schallgeschwindigkeit	2170 m/s bei 293,15 K
Verschiedenes
Elektronegativität	1,22 (Pauling-Skala)
Spezifische Wärmekapazität	170 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit	1,08 · 106/m Ohm
Wärmeleitfähigkeit	10,7 W/(m · K)
1. Ionisierungsenergie	573,0 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie	1130 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie	2200 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie	3990 kJ/mol
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP 152Dy {syn.} 2,38 h ε 0,600 152Tb α 3,727 148Gd 153Dy {syn.} 6,4 h ε 2,171 153Tb 154Dy {syn.} 3 · 106 a α 2,947 150Gd 155Dy {syn.} 9,9 h ε 2,095 155Tb 156Dy 0,06 % 156Dy ist stabil mit 90 Neutronen 157Dy {syn.} 8,14 h ε 1,341 157Tb 158Dy 0,10 % 158Dy ist stabil mit 92 Neutronen 159Dy {syn.} 144,4 d ε 0,366 159Tb 160Dy 2,34 % 160Dy ist stabil mit 94 Neutronen 161Dy 18,91 % 161Dy ist stabil mit 95 Neutronen 162Dy 25,51 % 162Dy ist stabil mit 96 Neutronen 163Dy 24,90 % 163Dy ist stabil mit 97 Neutronen 164Dy 28,18 % 164Dy ist stabil mit 98 Neutronen 165Dy {syn.} 2,334 h β- 1,286 165Ho 166Dy {syn.} 81,6 h β- 0,486 166Ho
NMR-Eigenschaften
161Dy 163Dy Kernspin -5/2 5/2 gamma / rad/T 8,813 · 108 1,226 · 107 Empfindlichkeit 0,000417 0,00112 Larmorfrequenz bei B = 4,7 T 6,59 MHz 9,17 MHz
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen.

Eigenschaften

Dysprosium ist ein silbergraues Schwermetall, das bieg- und dehnbar ist. Von dem Metall der seltenen Erden existieren zwei Modifikationen: Bei 1384 °C wandelt sich α-Dysprosium (hexagonal-dichtest) in β-Dysprosium (kubisch-raumzentriert) um. Das Metall ist sehr unedel und daher sehr reaktionsfähig. An der Luft überzieht es sich mit einer Oxidschicht, mit Wasser und mit verdünnten Säuren löst es sich unter Wasserstoffbildung.

Verwendung

Sowohl die wirtschaftliche als auch technische Bedeutung ist relativ gering. So wird seine jährliche Fördermenge auf weniger als 100 Tonnen pro Jahr geschätzt. Es findet Verwendung in verschiedenen Legierungen, in Spezialmagneten und mit Blei legiert dient es als Abschirmmaterial in Kernreaktoren.

Weitere Anwendungen:

• Zusammen mit Vanadium und anderen Elementen wird Dysprosium zur Herstellung von Laserwerkstoffen genutzt.
• Dysprosium wird zum Dotieren von Calciumfluorid- und Calciumsulfatkristallen für Dosimeter verwendet.
• Terbium- und dysprosiumhaltige Legierungen zeigen eine starke Magnetostriktion und werden in der Materialprüftechnik eingesetzt.
• In Neodym-Eisen-Bor-Magneten erhöht es die Koerzivität und erweitert den nutzbaren Temperaturbereich.
• Dysprosiumoxid verbessert das dielektrische Verhalten von Bariumtitanat für Kondensatoren.
• Vereinzelt wird es wegen seines hohen Einfangquerschnittes für thermischen Neutronen zur Herstellung von Regelstäben in der Kerntechnik verwendet.
• Dysprosium verbessert das Emissionspektrum von Hochleistungshalogenlampen.
• Dysprosium-Cadmium-Chalkogenide dienen als Infrarotquelle zur Untersuchung von chemischen Reaktionen.

Entdeckung

1886 gelang dem Franzosen P.E. Lecoq de Boisbaudran die Isolierung von Dysprosiumoxid aus einer Probe Holmiumoxid, das man bis zu diesem Zeitpunkt noch für eine einheitliche Substanz gehalten hatte. Da die chemischen Eigenschaften der Lanthanoide sehr ähnlich sind und sie in der Natur stets vergesellschaftet vorkommen, war auch hier eine Unterscheidung nur mit sehr aufwändigen Analysemethoden möglich. Sein Anteil am Aufbau der Erdkruste wird mit 0,00042 Gewichtsprozent angegeben. Die Ausgangsmaterialien sind Monazit und Bastnäsit.