68 Er Erbio 167.259
Lantánido f-block Period 6

Erbio

Er · Element 68

The rare earth that keeps the internet running: erbium amplifies light inside fibre-optic cable.

ESTADO A 20°C sólido
MASA ATÓMICA 167.259 u
ELECTRON CONFIGURATION [Xe] 4f¹² 6s²

Estructura

El átomo de erbio

No es un diagrama de puntos sobre anillos, sino una muestra de Monte Carlo de la densidad de probabilidad real |ψ|² para cada subcapa ocupada. Arrastra para girar. El azul y el violeta indican signos opuestos de la función de onda, lo que hace posible el enlace químico.

Nube orbital

Valores medidos

Ficha de propiedades

Cada barra muestra dónde se sitúa erbio entre los 118 elementos para esa propiedad.

Físico

Densidad 9.066 g/cm³ 59%
Punto de Fusión 1802 K 75%
Punto de Ebullición 3141 K 64%
calor específico 0.168 J/g·K
Conductividad Térmica 14.5 W/m·K 38%

Atómico

Radio Atómico 175 pm 58%
radio covalente 190 pm
radio de Van der Waals 235 pm

Electrónico

Electronegatividad 1.24 25%
energía de ionización 589.5 kJ/mol 27%
Afinidad Electrónica

Presencia

Abundancia en la corteza 3.5 mg/kg 64%

Identidad

SímboloEr
Número atómico68
Masa atómica167.259 u
CategoríaLantánido
Bloquef
Estructura cristalinaestructura hexagonal compacta
Estados de oxidación+3
Descubrimiento1843
Descubierto porCarl Gustav Mosander

Fuentes: pesos atómicos estándar de la IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Los valores marcados con ~ son predichos y no medidos.

Tamaño, a escala

How big is an erbio atom?

Radius 175 pm — that is 0.175 nm, so about 2857 million of them side by side would span a millimetre.

Intervalo térmico

Solid, liquid, gas — and when

Erbio is liquid over a 1339 K window, from 1802 K to 3141 K.

Dónde se encuentra

Posición en la tabla

Erbio sits in the lanthanide series, printed below the main grid.

OTHER LANTÁNIDOS

All lantánidos

La historia

Qué es erbio y cómo lo descubrimos

The rare earth that keeps the internet running: erbium amplifies light inside fibre-optic cable.

The discovery of erbio

🔬 Maestría química sueca

Descubierto por: Carl Gustaf Mosander en Estocolmo, Suecia (1843)

Nombrado por: Ytterby, Suecia, la famosa cantera que proporcionó los nombres de cuatro elementos

🧪 La separación sistemática

El descubrimiento del erbio representa el enfoque sistemático y magistral de Carl Gustaf Mosander para separar elementos de tierras raras. Mientras trabajaba en el Instituto Karolinska de Estocolmo, Mosander ya había descubierto el lantano y el didimio cuando dirigió su atención al mineral gadolinita de la cantera de Ytterby en 1843.

Mosander sospechaba que la fracción de «itria» de la gadolinita contenía varios elementos desconocidos. Utilizando sus refinadas técnicas de cristalización fraccionada, inició el laborioso proceso de separación de los óxidos mezclados. El trabajo requirió una paciencia excepcional: cada ciclo de cristalización tardaba semanas en completarse y se necesitaban cientos de ciclos para lograr una separación significativa.

⚗️ La gran separación

Mediante la cristalización fraccionada sistemática de compuestos de itrio, Mosander identificó tres componentes distintos: itria (blanca), erbia (de color rosa) y terbia (amarilla). Otros químicos invirtieron posteriormente la asignación original de los colores a la erbia y la terbia, pero su trabajo fundamental de separación siguió siendo válido.

Mosander llamó «erbia» a su fracción de color rosa en honor a Ytterby, continuando la tradición de reconocer esta extraordinaria localidad sueca que ya había proporcionado el nombre del itrio. No podía saber que este mismo yacimiento mineral acabaría dando lugar a los nombres de cuatro elementos diferentes.

🔬 Desafíos de verificación

El descubrimiento del erbio por Mosander se enfrentó al escepticismo considerable de los químicos de su época, quienes dudaban de que diferencias químicas tan sutiles pudieran representar realmente elementos distintos. Las propiedades químicas del erbio eran tan similares a las de otras tierras raras que muchos científicos cuestionaron su condición de elemento.

La prueba definitiva de la naturaleza elemental del erbio llegó mediante el análisis espectroscópico en la década de 1860, cuando unas líneas de absorción características proporcionaron pruebas inequívocas de la existencia de un elemento único.

🏆 El legado de Ytterby

La pequeña cantera sueca de Ytterby tiene la distinción única de haber proporcionado los nombres de cuatro elementos: itrio, iterbio, terbio y erbio. Ningún otro lugar de la Tierra ha contribuido con más nombres de elementos, lo que convierte a Ytterby en un destino de peregrinación para los aficionados a la química de todo el mundo.

🔬 Vindicación moderna

El cuidadoso trabajo de separación realizado por Mosander en el siglo XIX sentó las bases para comprender la química de los lantánidos. Su «erbia», considerada en otro tiempo una simple curiosidad química, ahora permite mantener una infraestructura mundial de telecomunicaciones valorada en billones de dólares. El elemento que Mosander separó laboriosamente grano a grano transporta ahora el tráfico de Internet del mundo a la velocidad de la luz.

El erbio metálico puro no se aisló hasta 1934, casi un siglo después del descubrimiento de Mosander, lo que demuestra los extraordinarios desafíos técnicos que superó utilizando únicamente técnicas analíticas del siglo XIX.

Aplicaciones

Para qué se utiliza erbio

El elemento fundamental de Internet

El erbio se ha convertido silenciosamente en el héroe olvidado de las telecomunicaciones mundiales, ya que permite que Internet funcione a la velocidad y con la capacidad de las que dependemos hoy. Este extraordinario elemento de tierras raras impulsa las redes de fibra óptica que transportan prácticamente todos los datos internacionales, por lo que resulta literalmente central para la civilización digital moderna.

🌐 Revolución de las comunicaciones por fibra óptica

Los amplificadores de fibra dopada con erbio (EDFA) son el milagro tecnológico que hace posible la comunicación por fibra óptica a larga distancia. Cuando los excitan láseres de bombeo, los iones de erbio amplifican las señales ópticas en la longitud de onda crítica de 1.55 micrómetros, donde las fibras ópticas presentan una pérdida mínima de señal. Sin los amplificadores de erbio, tus transmisiones de Netflix, videollamadas y navegación por Internet serían imposibles a distancias superiores a 40 kilómetros.

Todos los cables submarinos de Internet, todas las llamadas telefónicas de larga distancia y prácticamente todo el tráfico de Internet de alta velocidad pasan por amplificadores dopados con erbio. Estos dispositivos pueden amplificar las señales ópticas en factores de 1000 o más manteniendo una calidad de señal perfecta, lo que permite transmitir datos entre continentes a la velocidad de la luz.

🎯 Sistemas láser militares y de defensa

Los láseres de erbio:vidrio desempeñan funciones esenciales en los sistemas militares de medición de distancias y designación de objetivos. Estos láseres seguros para los ojos funcionan en longitudes de onda que no dañan la visión humana, lo que los hace ideales para aplicaciones en el campo de batalla donde tanto la precisión como la seguridad son fundamentales. Los sistemas militares avanzados utilizan láseres de erbio para guiar misiles, cartografiar el terreno y establecer sistemas de comunicación encubierta.

🏥 Aplicaciones médicas de los láseres

Los láseres de erbio:YAG han revolucionado los procedimientos cosméticos y médicos, especialmente en dermatología y odontología. Al funcionar a 2.94 micrómetros, estos láseres son absorbidos perfectamente por el agua de los tejidos humanos, lo que permite una ablación extremadamente precisa con un daño térmico mínimo. Los láseres de erbio pueden eliminar arrugas, cicatrices y piel dañada capa por capa con un control sin precedentes.

👓 Materiales ópticos avanzados

Los compuestos de erbio permiten aplicaciones sofisticadas en vidrios ópticos, como lentes, filtros y componentes ópticos especializados. El vidrio dopado con erbio puede absorber o emitir selectivamente longitudes de onda específicas, creando filtros ópticos personalizados para fotografía, astronomía e instrumentación científica.

💎 Coloración de vidrio de alto rendimiento

El erbio produce una hermosa coloración rosada en el vidrio y los cristales, apreciada en aplicaciones decorativas y filtros ópticos. El característico color rosa del erbio se debe a transiciones electrónicas específicas que también permiten sus propiedades láser y de amplificación.

🔬 Aplicaciones en investigación científica

Las propiedades ópticas únicas del erbio lo hacen invaluable para la espectroscopia, la investigación en óptica cuántica y las aplicaciones avanzadas de fotónica. Los investigadores utilizan sistemas basados en erbio para estudiar la mecánica cuántica, desarrollar nuevas tecnologías láser y explorar fenómenos fundamentales de la física.

🌟 Conectando el mundo digital

  • 🌍 Infraestructura de Internet: Amplificadores de fibra óptica en cables submarinos y redes de larga distancia
  • 📞 Telecomunicaciones: Amplificadores de señal en redes telefónicas y sistemas de transmisión de datos
  • 🎖️ Equipamiento militar: Medidores láser de distancia, sistemas de puntería y comunicaciones seguras
  • 💆 Uso médico y cosmético: Tratamientos cutáneos con láser, eliminación de arrugas y procedimientos dentales
  • 👓 Vidrio especializado: Filtros ópticos, gafas de seguridad y coloración decorativa del vidrio
  • 📡 Sistemas satelitales: Satélites de comunicaciones y sistemas láser espaciales

📈 Material para infraestructuras esenciales

La demanda de erbio está directamente vinculada al crecimiento mundial de Internet y a la expansión de las redes de fibra óptica. Con un tráfico de Internet que se duplica cada 2-3 años, el erbio se ha convertido en un material estratégico para las infraestructuras nacionales de comunicaciones.

💰 Dinámica del mercado

El mercado mundial del erbio está valorado en más de $200 millones de dólares anuales, impulsado principalmente por las inversiones en infraestructuras de telecomunicaciones. El despliegue de las redes 5G está generando una nueva demanda de componentes ópticos basados en erbio.

🔬 Impulsores de la innovación

Entre las aplicaciones emergentes se incluyen los sistemas de comunicación cuántica, las técnicas avanzadas de obtención de imágenes médicas y las tecnologías informáticas de próxima generación. El papel del erbio en el desarrollo de Internet cuántico podría hacerlo aún más importante desde el punto de vista estratégico.

🏭 Centros de fabricación

La fabricación principal de amplificadores de fibra dopada con erbio se realiza en Japón, Corea del Sur y China, lo que hace que las cadenas de suministro mundiales dependan de las capacidades de producción asiáticas. Esta concentración crea vulnerabilidades estratégicas para las infraestructuras mundiales de comunicaciones.

De dónde procede

Presencia natural

3.5 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 64% of elements

🌍 Distribución mundial moderadamente rara

El erbio se encuentra en la corteza terrestre en aproximadamente 3.5 partes por millón, por lo que es casi tan abundante como el estaño y más común que la mayoría de los demás elementos pesados de tierras raras. A pesar de esta abundancia relativa, los yacimientos de erbio económicamente viables siguen estando concentrados geográficamente y son técnicamente difíciles de procesar.

🏔️ Principales fuentes minerales

  • Xenotima: Mineral de fosfato de itrio que contiene entre un 5 y un 25 % de óxido de erbio
  • Monacita: Fosfato de torio y cerio con entre un 2 y un 8 % de contenido de tierras raras pesadas
  • Bastnasita: Fluorocarbonato de tierras raras en yacimientos de carbonatita
  • Arcillas de adsorción iónica: Yacimientos de granito meteorizado enriquecidos en tierras raras pesadas

🌏 Principales fuentes mundiales

China (80 % de la producción mundial): La mina Bayan Obo, en Mongolia Interior, produce erbio como subproducto de la extracción de mineral de hierro. Los yacimientos de arcillas de adsorción iónica del sur de China, en las provincias de Jiangxi y Guangdong, proporcionan fuentes adicionales de tierras raras pesadas con un mayor contenido de erbio.

Australia: El yacimiento de tierras raras de Mount Weld contiene importantes reservas de erbio en su cuerpo mineral de bastnasita. Lynas Corporation procesa este material para producir concentrados mixtos de tierras raras.

Malasia: Lynas Advanced Materials Plant procesa mineral australiano para producir óxidos de tierras raras separados, incluido óxido de erbio de alta pureza para aplicaciones de telecomunicaciones.

Estados Unidos: La mina Mountain Pass, en California, contiene bastnasita con erbio, aunque las operaciones actuales se centran principalmente en la producción de tierras raras ligeras.

⚒️ Procesamiento y separación

La separación del erbio requiere procesos hidrometalúrgicos sofisticados debido a la similitud química de los lantánidos adyacentes. La extracción con disolventes utilizando extractantes de ácido fosfónico puede separar selectivamente el erbio de otras tierras raras pesadas. La purificación completa hasta alcanzar una pureza de grado telecomunicaciones (99.99 %) requiere decenas de etapas de extracción.

🌊 Fuentes alternativas

El agua de mar contiene erbio disuelto en concentraciones de 0.87 partes por mil millones. Aunque actualmente su extracción no resulta económica, los avances tecnológicos podrían hacer viables en el futuro las fuentes marinas para recuperar erbio.

♻️ Oportunidades de reciclaje

Los equipos de fibra óptica y los sistemas láser al final de su vida útil representan fuentes cada vez mayores de erbio reciclable. Los procesos especializados pueden recuperar erbio de alta pureza de los equipos de telecomunicaciones, aunque las tasas actuales de reciclaje siguen siendo mínimas debido a las dificultades de recolección.

🔬 Requisitos de calidad

Las aplicaciones de telecomunicaciones requieren erbio de pureza ultraalta con un nivel mínimo de impurezas ópticas. La contaminación por hierro, cobre y metales de transición debe reducirse a niveles de partes por millón para evitar pérdidas por absorción óptica en los amplificadores de fibra.

Manejo

Seguridad

⚠️ Seguridad en telecomunicaciones y el laboratorio

🟢 Clasificación de peligro bajo

El erbio y sus compuestos presentan riesgos mínimos de toxicidad en condiciones normales de manipulación. Los procedimientos estándar de seguridad del laboratorio son adecuados para la mayoría de las aplicaciones del erbio, con especial atención a la seguridad láser en los sistemas de telecomunicaciones.

🥽 Equipo básico de protección

  • Protección ocular: Gafas de seguridad para la manipulación general y gafas láser especializadas para sistemas ópticos
  • Protección de las manos: Guantes de nitrilo para el contacto directo con compuestos
  • Protección respiratoria: Mascarilla contra el polvo al manipular materiales pulverizados
  • Ropa: Indumentaria estándar de laboratorio y calzado cerrado

⚗️ Precauciones específicas

Seguridad láser: Los láseres de erbio:vidrio y erbio:YAG requieren protocolos de seguridad para láseres de clase 4. Aunque los láseres de erbio son «seguros para los ojos» en comparación con otras longitudes de onda, aún pueden causar lesiones térmicas a niveles de potencia elevados.

Seguridad de la fibra óptica: Los sistemas de fibra dopada con erbio pueden transportar una potencia óptica considerable. Nunca mires directamente los extremos de las fibras ni utilices instrumentos ópticos para examinar fibras activas.

🏥 Normas para aplicaciones médicas

Los láseres de erbio de grado médico requieren medidas de seguridad adicionales, como acceso controlado, señales de advertencia y formación especializada para los operadores. Los protocolos de seguridad del paciente deben abordar tanto los riesgos de exposición al láser como a los productos químicos.

🚨 Procedimientos de emergencia

  • Contacto con los ojos: Enjuagar con agua limpia durante 15 minutos y solicitar una evaluación médica
  • Contacto con la piel: Lavar con agua y jabón y quitarse la ropa contaminada
  • Inhalación: Trasladarse a un lugar con aire fresco y vigilar la irritación respiratoria
  • Exposición al láser: Interrumpir la exposición inmediatamente y solicitar atención médica si se sospecha una lesión

🗄️ Directrices de almacenamiento

Almacena los compuestos de erbio en recipientes herméticamente cerrados y en condiciones frescas y secas. Las fibras dopadas con erbio y los componentes ópticos requieren protección frente a daños mecánicos y contaminación. Mantén una temperatura y humedad controladas para los dispositivos ópticos de precisión.

♻️ Consideraciones sobre la eliminación

Los residuos que contienen erbio deben separarse para su posible reciclaje, especialmente los procedentes de equipos de telecomunicaciones de alto valor. Las fibras ópticas y los componentes láser pueden contener otros materiales peligrosos que requieren procedimientos especializados de eliminación.

📊 Supervisión del lugar de trabajo

Límite de exposición recomendado: 5 mg/m³ como promedio ponderado en el tiempo durante 8 horas para los compuestos de erbio. Se recomienda controlar el aire en los entornos de fabricación, especialmente durante las operaciones de manipulación de polvos.

Respuestas rápidas

Preguntas frecuentes sobre Erbio

What is Erbio?

Erbio (symbol Er) is element 68 on the periodic table, a lantánido in period 6. The rare earth that keeps the internet running: erbium amplifies light inside fibre-optic cable. At room temperature it is a solid.

What is the electron configuration of Erbio?

Erbio's ground-state electron configuration is [Xe] 4f¹² 6s², giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 30, 8, 2 electrons respectively.

What are the melting and boiling points of Erbio?

Erbio melts at 1802 K (1528.9 °C) and boils at 3141 K (2867.9 °C).

What is the atomic mass of Erbio?

The standard atomic weight of Erbio is 167.259 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is Erbio?

Erbio has a density of 9.066 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of erbio is about 9.1× heavier.

What is the electronegativity of Erbio?

Erbio has a Pauling electronegativity of 1.24. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.

Who discovered Erbio, and when?

Erbio was discovered in 1843 by Carl Gustav Mosander. It is named after ytterby, Sweden.

How common is Erbio on Earth?

Erbio makes up about 3.5 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.