Просмотр кода страницы Диспрозий

{{Карточка химического элемента
| имя = Диспрозий / Dysprosium (Dy)
| символ = Dy
| номер = 66
| внизу                    = [[Калифорний|Cf]]
| изображение = Dysprosium.jpg
| подпись = Образец диспрозия
| внешний вид = 
| атомная масса = 162,500(1)<ref name="iupac atomic weights">{{статья|автор=Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu.|заглавие=Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)|ссылка=http://iupac.org/publications/pac/85/5/1047/|язык=en|издание=[[Pure and Applied Chemistry]]|год=2013|том=85|номер=5|страницы=1047—1078|doi=10.1351/PAC-REP-13-03-02|archivedate=2014-02-05|archiveurl=https://web.archive.org/web/20140205213140/http://www.iupac.org/publications/pac/85/5/1047/}}</ref>
| радиус атома = 180
| энергия ионизации 1 = 567,0(5,88)
| группа = 3 (устар. 3)
| период = 6
| блок = <br>[[f-элементы|f-элемент]]
| конфигурация = [Xe] 6s<sup>2</sup>4f<sup>10</sup>
| ковалентный радиус = 159
| радиус иона = (+3e) 90,8
| электроотрицательность = 
| электродный потенциал = Dy←Dy<sup>3+</sup> -2,29В <br>Dy←Dy<sup>2+</sup> -2,2В
| степени окисления = +3
| плотность = 8,55
| теплоёмкость = 28,16<ref name="ХЭ">{{книга
|автор          = 
|часть          = 
|заглавие       = Химическая энциклопедия: в 5-ти тт
|оригинал       = 
|ссылка         = 
|ответственный  = Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.)
|издание        = 
|место          = Москва
|издательство   = Советская энциклопедия
|год            = 1990
|том            = 2
|страницы       = 82
|страниц        = 671
|серия          = 
|isbn           = 
|тираж          = 100000
}}
</ref>
| теплопроводность = 10,7
| температура плавления = 1685 K (+1411&nbsp;°C)
| теплота плавления =
| температура кипения = 2835 K (+2561&nbsp;°C)
| теплота испарения = 291
| молярный объём = 19,0
| структура решётки = Гексагональная
| параметры решётки = a=3,593 c=5,654
| отношение c/a = 1,574
| температура Дебая =
|изотопы=
{{Строка изотопа | ам=154 | сим=Dy |ир=синт. | пп=3,0⋅10<sup>6</sup>&nbsp;лет |фр=[[альфа-распад|α]] | эр=2,947  | нпр=150 | спр=Gd}}
 {{Строка изотопа| ам=156 | сим=Dy | ир=0,056% | | пп=стабилен|фр=- | нпр= | спр=-}}
 {{Строка изотопа | ам=158 | сим=Dy | ир=0,095% | | пп=стабилен|фр=- | нпр= | спр=-}}
 {{Строка изотопа | ам=160 | сим=Dy | ир=2,329% | | пп=стабилен|фр=- | нпр= | спр=-}}
 {{Строка изотопа | ам=161 | сим=Dy | ир=18,889% | | пп=стабилен|фр=- | нпр= | спр=-}}
 {{Строка изотопа | ам=162 | сим=Dy | ир=25,475% | | пп=стабилен|фр=- | нпр= | спр=-}}
 {{Строка изотопа | ам=163 | сим=Dy | ир=24,896% | | пп=стабилен|фр=- | нпр= | спр=-}}
 {{Строка изотопа | ам=164 | сим=Dy | ир=28,260% | | пп=стабилен|фр=- | нпр= | спр=-}}
|список изотопов=Изотопы диспрозия
}}{{Элемент периодической системы|align=center|fontsize=100%|number=66}}
'''Диспро́зий''' ([[Химические знаки|химический символ]] — '''Dy''', от {{lang-la|'''Dy'''sprosium}}<ref name="Диспрозий БРЭ">{{БРЭ|ссылка=https://old.bigenc.ru/chemistry/text/1958976|автор=С. С. Бердоносов|статья=ДИСПРО́ЗИЙ|том=9|страницы=71|архив=https://web.archive.org/web/20191219140151/https://bigenc.ru/chemistry/text/1958976|архив дата=2019-12-19}}</ref>) — [[химический элемент]] [[3 группа элементов|3-й группы]] (по [[Короткая форма периодической системы элементов|устаревшей классификации]] — побочной подгруппы третьей группы, IIIB) [[Шестой период периодической системы|шестого периода]] [[Периодическая система химических элементов|периодической системы химических элементов]] [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Д. И. Менделеева]], с [[атомный номер|атомным номером]] 66.

Относится к семейству [[лантаноид]]ов.

[[Простое вещество]] '''диспрозий''' — это [[Редкоземельные элементы|редкоземельный]] серебристо-серый металл. В чистом виде в природе не встречается, однако входит в состав некоторых минералов, например, [[ксенотим]]а.
{{-|left}}

== Свойства ==

=== Физические ===
Полная электронная конфигурация атома диспрозия: 1s<sup>2</sup>2s<sup>2</sup>2p<sup>6</sup>3s<sup>2</sup>3p<sup>6</sup>4s<sup>2</sup>3d<sup>10</sup>4p<sup>6</sup>5s<sup>2</sup>4d<sup>10</sup>5p<sup>6</sup>6s<sup>2</sup>4f<sup>10</sup>.

Диспрозий — это серебристо-серый [[металл]]. Не [[Радиоактивность|радиоактивен]]. Является [[Ферромагнетики|ферромагнетиком]].

Ниже 1384&nbsp;°C устойчив, α-модификация с гексагональной плотноупакованной решёткой.

Температура плавления — 1407&nbsp;°C, кипения — 2567&nbsp;°C. Плотность 8551 кг/м<sup>3</sup>. [[Точка Кюри]] 88,3 К<ref name="Диспрозий БРЭ" />.

=== Химические ===
В соединениях проявляет степень окисления +3, реже +2 и +4. Металлический диспрозий медленно окисляется на воздухе при температуре 20&nbsp;°C<ref name="Диспрозий БРЭ" />.

При нагревании металлический диспрозий реагирует с галогенами, азотом, водородом. Взаимодействует с минеральными кислотами (кроме HF), образуя соли Dy(III), не взаимодействует с растворами щелочей{{нет АИ|3|01|2020}}.

== История ==
В 1878 году было обнаружено, что в рудах [[Эрбий|эрбия]] содержатся оксиды [[Гольмий|гольмия]] и [[Тулий|тулия]]. В 1886 году в Париже французский химик [[Лекок де Буабодран, Поль Эмиль|Поль Эмиль Лекок де Буабодран]], работая с оксидом гольмия, отделил от него [[Оксид диспрозия(III)|оксид диспрозия]]<ref>{{статья |издание={{Нп3|Comptes rendus de l'Académie des Sciences|Comptes Rendus||Comptes rendus de l'Académie des Sciences}} |том=143 |страницы=1003—1006 |ссылка=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3058f/f1001.chemindefer |заглавие=L'holmine (ou terre X de M Soret) contient au moins deux radicaux métallique (Holminia contains at least two metal) |язык=fr |автор=de Boisbaudran, Paul Émile Lecoq |год=1886 |archivedate=2021-03-20 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20210320144714/https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3058f/f1001.chemindefer }}</ref>. Его процедура выделения диспрозия включала растворение оксида диспрозия в кислоте, а затем добавление аммиака для осаждения гидроксида. Он смог изолировать диспрозий от его оксида только после более чем 30 попыток. После успеха он назвал элемент ''диспрозием'' от греческого ''диспрозитос'' ({{lang-grc|δυσπρόσιτος}}), что означает «трудно получить».
Элемент не был выделен в относительно чистой форме до тех пор, пока в начале 1950-х годов [[Спеддинг, Фрэнк|Фрэнк Спеддинг]] из Университета штата Айова не разработал методы [[Ионный обмен|ионного обмена]]<ref name=nbb>{{книга |заглавие=Nature's Building Blocks |издательство=[[Издательство Оксфордского университета|Oxford University Press]] |год=2001 |место=Oxford |ссылка=https://books.google.com/?id=j-Xu07p3cKwC&pg=PA131 |страницы=129—132 |isbn=978-0-19-850341-5 |ref=Emsley |язык=en |автор=Emsley, John }}</ref>.

Из-за его применения в [[Постоянный магнит|постоянных магнитах]], используемых для [[Ветряная электростанция|ветряных турбин]], утверждалось, что диспрозий будет одним из главных объектов геополитической конкуренции в мире, в сфере [[Возобновляемая энергия|возобновляемых источников энергии]]. Но эта точка зрения подверглась критике за то, что она не учла, что большинство ветряных турбин не используют постоянные магниты, а также за недооценку силы экономических стимулов для расширения производства<ref>{{статья |заглавие=The geopolitics of renewable energy: Debunking four emerging myths |издание={{Нп3|Energy Research & Social Science}} |том=49 |страницы=36—40 |doi=10.1016/j.erss.2018.10.018 |issn=2214-6296 |язык=en |тип=journal |автор=Overland, Indra |число=1 |месяц=3 |год=2019}}</ref>.

== Нахождение в природе ==
{{details|Редкоземельные элементы}}

[[Кларковое число|Кларк]] диспрозия в [[Земная кора|земной коре]] (по Тэйлору) — 5 г/т, содержание в воде [[океан]]ов — 2,9{{e|−6}}<ref>J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965</ref>.
Вместе с другими редкоземельными элементами входит в состав минералов [[гадолинит]]а, ксенотима, [[монацит]]а, [[апатит]]а, бастензита и других.

=== Месторождения ===
Диспрозий добывается в месторождениях [[лантаноид]]ов, наиболее значительные из которых находятся в [[Китай|Китае]], [[США]], [[Вьетнам]]е, [[Афганистан]]е, [[Россия|России]] ([[Кольский полуостров]]), [[Кыргызстан]]е, [[Австралия|Австралии]], [[Бразилия|Бразилии]], [[Индия|Индии]]<ref>{{cite web |url = http://www.slovopedia.com/14/204/1016601.html |title = Что такое МИНЕРАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ: РУДЫ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ  |archive-url = https://web.archive.org/web/20120119003809/http://www.slovopedia.com/14/204/1016601.html |archive-date = 2012-01-19 }} // [[Энциклопедия Кольера]]</ref>.
Значительны запасы в глубоководном месторождении редкоземельных минералов у тихоокеанского острова [[Минамитори]] в исключительной экономической зоне Японии<ref>{{cite web |url = https://www.nature.com/articles/s41598-018-23948-5.pdf |title = The tremendous potential of deepsea mud as a source of rare-earth elements  |archive-url = https://web.archive.org/web/20190123175230/https://www.nature.com/articles/s41598-018-23948-5.pdf |archive-date = 2019-01-23 }} // nature.com</ref>.

== Изотопы ==
{{основная|Изотопы диспрозия}}
Естественный диспрозий состоит из 7 стабильных изотопов: <sup>156</sup>Dy, <sup>158</sup>Dy, <sup>160</sup>Dy, <sup>161</sup>Dy, <sup>162</sup>Dy, <sup>163</sup>Dy и <sup>164</sup>Dy; <sup>164</sup>Dy является наиболее распространённым (28,26 % естественного диспрозия). Описаны 29 [[радиоизотоп]]ов, наиболее стабильны из которых <sup>154</sup>Dy с [[период полураспада|периодом полураспада]] 3 000 000 лет, <sup>159</sup>Dy с периодом полураспада 144,4 суток, <sup>166</sup>Dy с периодом полураспада 81,6 часа. У остальных радиоактивных изотопов период полураспада менее 10 часов. Диспрозий имеет также 12 ядерных [[изомер]]ов, наиболее стабильный из которых <sup>165m</sup>Dy с периодом полураспада 1,257 мин.

== Получение ==
Диспрозий получают восстановлением DyCl<sub>3</sub> или DyF<sub>3</sub> кальцием, натрием или литием.

=== Цены ===
Цены на металлический диспрозий в слитках чистотой 99—99,9 % в 2008 году составляли 180—250 долларов за 1 кг<ref>[http://www.mceproducts.com/public/public/WebDocuments/NdDyCostData.pdf Цены на диспрозий] // mceproducts.com {{Wayback|url=http://www.mceproducts.com/public/public/WebDocuments/NdDyCostData.pdf |date=20091229151746 }}</ref> (260—360 евро/кг).

В 2014 году 10 грамм диспрозия чистотой 99,9 % можно было купить за 114 евро (11400 евро/кг){{Нет АИ|26|9|2017}}.
За 2010-е годы <!-- цена на [[неодим]] выросла на 750 %, а--> стоимость диспрозия выросла на 2000 %<ref>{{cite web |url = https://3dnews.ru/1039492/v-germanii-sozdali-avtomobilniy-elektrodvigatel-bez-postoyannih-magnitov-deshevle-ekonomichnee-i-effektivnee |title = В Германии создали автомобильный электродвигатель без постоянных магнитов — дешевле, экономичнее и эффективнее  |archive-url = https://web.archive.org/web/20210517153345/https://3dnews.ru/1039492/v-germanii-sozdali-avtomobilniy-elektrodvigatel-bez-postoyannih-magnitov-deshevle-ekonomichnee-i-effektivnee |archive-date = 2021-05-17 }} [https://hightech.fm/2021/05/13/cheap-highly-efficient] {{Wayback|url=https://hightech.fm/2021/05/13/cheap-highly-efficient |date=20210517151850 }} // 13.05.2021</ref>.

== Применение ==
* [[Металлургия]]. Диспрозий служит легирующим компонентом цинковых сплавов. Добавление диспрозия к цирконию резко улучшает его технологичность (но увеличивает сечение захвата тепловых нейтронов). Так, легированный диспрозием [[цирконий]] легко поддается обработке давлением (прессование прутков).
* [[Лазерные материалы]]. Ионы диспрозия применяются в медицинских лазерах (длина волны — {{nobr|2,36 мкм}}).
* [[Катализаторы]]. Применяется в качестве эффективного катализатора.
* [[Ядерная энергетика]]. Диспрозий применяется в атомной технике (борид, борат, оксид, гафнат, титанат) как активно захватывающий нейтроны материал (покрытия, эмали, краски, регулирующие стержни), [[ядерное эффективное сечение|сечение]] захвата природной смеси изотопов около 930 [[барн]], а самыми активными в природной смеси изотопов к захвату нейтронов являются диспрозий-161 (585 барн) и диспрозий-164 (2700 барн). Например, в [[Поглощающий элемент|регулирующих стержнях]] реакторов [[ВВЭР-1000]] применяется [[титанат диспрозия]]<ref>{{статья
|автор={{nobr|Risovany V. D.}}, {{nobr|Varlashova E. E.}}, {{nobr|Suslov D. N.}}
|заглавие=Dysprosium titanate as an absorber material for control rods
|ссылка=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002231150000129X
|язык=en
|издание=Journal of Nuclear Materials
|год=2000
|месяц=9
|том=281
|номер=1
|страницы=84—89
|doi=10.1016/S0022-3115(00)00129-X
}}</ref>, однако лишь в качестве дополнения, основная часть стержня заполнена [[карбид бора|карбидом бора]]. Эффективность поглощения у титаната диспрозия меньше, чем у бора, но на диспрозии поглощаются [[нейтрон]]ы с вылетом только [[гамма-квант]]ов, без испускания альфа-частиц, поэтому это вещество не распухает<ref>{{книга
 |автор         = Андрушечко С.А. и др.
 |заглавие      = АЭС с реактором типа ВВЭР-1000. От физических основ эксплуатации до эволюции проекта
 |ссылка        = 
 |место         = {{М}}
 |издательство  = Логос
 |год           = 2010
 |страницы      = 197
 |страниц       = 604
 |isbn          = 978-5-98704-496-4
 |тираж         = 1000
 |ref = АЭС с реактором типа ВВЭР-1000. От физических основ эксплуатации до эволюции проекта
}}</ref>.
* Гигантский [[магнитострикционный эффект]]. Сплав диспрозий-железо, в поликристаллическом и особенно в монокристаллическом виде применяется как мощный [[Магнитострикция|магнитострикционный]] материал.
* [[Термоэлектрические материалы]]. Термо-ЭДС монотеллурида диспрозия — около 15—20 мкВ/К.
* [[Электроника]]. Ортоферрит диспрозия ограниченно находит применение в электронике.
* [[Магнитные материалы]]. Оксид диспрозия применяется в производстве сверхмощных магнитов.
* [[Источники света]]. Диспрозий применяется для производства осветительных металлогалогеновых ламп со спектром, близким к солнечному. Dy<sub>2</sub>O<sub>3</sub> используют как компонент [[люминофор]]ов красного свечения.

== Биологическая роль ==
Биологической роли не несёт. Металлическая пыль диспрозия раздражает лёгкие.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Ссылки ==
{{навигация|Викисловарь=диспрозий}}
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Dy/key.html Диспрозий на Webelements]
* [http://n-t.ru/ri/ps/pb066.htm Диспрозий в Популярной библиотеке химических элементов]
* [https://www.youtube.com/watch?v=U02ioMVuxlA Учебное видео о диспрозии]

{{Внешние ссылки}}
{{Соединения диспрозия}}
{{Периодическая система элементов}}
{{Ряд Активности Металлов}}

[[Категория:Химические элементы]]
[[Категория:Лантаноиды]]
[[Категория:Ферромагнетики]]