Dysprosium: Chemisches Element mit dem Elementsymbol Dy und der Ordnungszahl 66

Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Lanthanoide und zählt damit auch zu den Metallen der Seltenen Erden.

Eigenschaften
[Xe] 4f10 6s2 Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Dysprosium, Dy, 66
Elementkategorie	Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block	La, 6, f
Aussehen	silbrig weiß
CAS-Nummer	7429-91-6
EG-Nummer	231-073-9
ECHA-InfoCard	100.028.249
Massenanteil an der Erdhülle	4,3 ppm (51. Rang)
Atomar
Atommasse	162,500(1) u
Atomradius (berechnet)	175 (228) pm
Kovalenter Radius	192 pm
Elektronenkonfiguration	[Xe] 4f10 6s2
1. Ionisierungsenergie	5.93905(7) eV ≈ 573.03 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie	11.647(20) eV ≈ 1123.8 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie	22.89(3) eV ≈ 2210 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie	41.23(8) eV ≈ 3980 kJ/mol
5. Ionisierungsenergie	62.1(3) eV ≈ 5990 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand	fest
Kristallstruktur	hexagonal
Dichte	8,559 g/cm3 (25 °C)
Magnetismus	paramagnetisch (χm = 0,065)
Schmelzpunkt	1680 K (1407 °C)
Siedepunkt	2873 K (2600 °C)
Molares Volumen	19,01 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie	280 kJ·mol−1
Schmelzenthalpie	11,06 kJ·mol−1
Schallgeschwindigkeit	2710 m·s−1 bei 293,15 K
Elektrische Leitfähigkeit	1,08 · 106 S·m−1
Wärmeleitfähigkeit	11 W·m−1·K−1
Chemisch
Oxidationszustände	3
Normalpotential	−2,29 V (Dy3+ + 3 e− → Dy)
Elektronegativität	1,22 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 154Dy {syn.} 3 · 106 a α 2,947 150Gd 155Dy {syn.} 9,9 h ε 2,095 155Tb 156Dy 0,06 % Stabil 157Dy {syn.} 8,14 h ε 1,341 157Tb 158Dy 0,10 % Stabil 159Dy {syn.} 144,4 d ε 0,366 159Tb 160Dy 2,34 % Stabil 161Dy 18,91 % Stabil 162Dy 25,51 % Stabil 163Dy 24,90 % Stabil 164Dy 28,18 % Stabil
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
Spin- Quanten- zahl I γ in rad·T−1·s−1 Er (1H) fL bei B = 4,7 T in MHz 161Dy 5/2 −0,92 · 107 3,44 163Dy 5/2 1,289 · 107 4,82
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung Pulver Achtung H- und P-Sätze H: 228 P: 210
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

 

1886 gelang dem Franzosen Paul Émile Lecoq de Boisbaudran die Isolierung von Dysprosium(III)-oxid 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 aufwendigen Analysemethoden möglich. Sein Anteil am Aufbau der Erdkruste wird mit 0,00042 Gewichtsprozent (4,2 ppm) angegeben. Die Ausgangsmineralien sind Monazit und Bastnäsit.

Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Dysprosiumbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Dysprosiumfluorid umgesetzt. Anschließend wird dies mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum metallischen Dysprosium reduziert. Die Abtrennung verbliebener Calciumreste und anderer Verunreinigungen erfolgt in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum. Nach einer Destillation im Hochvakuum gelangt man zum hochreinen Dysprosium.

Dysprosium ist ein silbergraues bieg- und dehnbares Metall, das zu den Seltenen Erden gerechnet wird. Es existiert in zwei Modifikationen: Bei 1384 °C wandelt sich α-Dysprosium (hexagonal-dichtest) in β-Dysprosium (kubisch-raumzentriert) um.

Dysprosium ist sehr unedel, also sehr reaktionsfreudig. An der Luft überzieht es sich mit einer Oxidschicht, in Wasser wird es langsam unter Hydroxidbildung angegriffen, in verdünnten Säuren wird es unter Wasserstoffbildung zu Salzen gelöst.

Dysprosium besitzt zusammen mit Holmium das höchste magnetische Moment (10,6 μ_B) aller natürlich vorkommenden chemischen Elemente.

Als wirtschaftlich wichtiger Rohstoff mit hohem Versorgungsrisiko ist Dysprosium von der EU als kritischer Rohstoff eingestuft.

Die Fördermenge von Dysprosium wird auf weniger als 100 Tonnen pro Jahr geschätzt. Es findet Verwendung in verschiedenen Legierungen, in Spezialmagneten und mit Blei legiert als Abschirmmaterial in Kernreaktoren. Jedoch gerade die Verwendung in Permanentmagneten, wie sie u. a. in den Generatoren mancher Windkraftanlagentypen verwendet werden, hat diese Metalle der seltenen Erden zum raren Rohstoff gemacht.

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 Koerzitivität und erweitert den nutzbaren Temperaturbereich.
• Dysprosiumoxid verbessert das dielektrische Verhalten von Bariumtitanat für Kondensatoren.
• Vereinzelt wird es wegen seines hohen Einfangquerschnittes für thermische Neutronen zur Herstellung von Steuerstäben in der Kerntechnik verwendet.
• Dysprosiumiodid verbessert das Emissionsspektrum von Halogenmetalldampflampen.
• Dysprosium-Cadmium-Chalkogenide dienen als Infrarotquelle zur Untersuchung von chemischen Reaktionen.

• Dysprosium(III)-sulfat Dy₂(SO₄)₃·8 H₂O blassgelblichgrüne Kristalle.

Eine Übersicht über weitere Dysprosiumverbindungen bietet die Kategorie:Dysprosiumverbindung.

 

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 Wiktionary: Dysprosium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Eintrag zu Dysprosium. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 3. Januar 2015.