Terbium
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. december 3-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 12 szerkesztést igényelnek .| Terbium | ||||
|---|---|---|---|---|
| ← Gadolinium | Dysprosium → | ||||
| ||||
| Egy egyszerű anyag megjelenése | ||||
| Puha, képlékeny ezüst -fehér fém | ||||
| Terbium minta | ||||
| Az atom tulajdonságai | ||||
| Név, szimbólum, szám | Terbium / Terbium (Tb), 65 | |||
| Csoport , időszak , blokk |
3 (elavult 3), 6, f-elem |
|||
| Atomtömeg ( moláris tömeg ) |
158.92535 (2) [1] a. e.m. ( g / mol ) | |||
| Elektronikus konfiguráció | [Xe] 6s 2 4f 9 | |||
| Atom sugara | 180 óra | |||
| Kémiai tulajdonságok | ||||
| kovalens sugár | 159 óra | |||
| Ion sugara | (+4e) 84 (+3e) 92,3 pm | |||
| Elektronegativitás | 1.2 (Pauling skála) | |||
| Elektróda potenciál | Tb ←Tb 3+ -2,31 V | |||
| Oxidációs állapotok | +1, +3, +4 | |||
| Ionizációs energia (első elektron) |
569,0 (5,90) kJ / mol ( eV ) | |||
| Egy egyszerű anyag termodinamikai tulajdonságai | ||||
| Sűrűség ( n.a. ) | 8,229 g/cm³ | |||
| Olvadási hőmérséklet | 1629 K | |||
| Forráshőmérséklet | 3296 ezer _ | |||
| Oud. párolgási hő | 389 kJ/mol | |||
| Moláris hőkapacitás | 29 [2] J/(K mol) | |||
| Moláris térfogat | 19,2 cm³ / mol | |||
| Egy egyszerű anyag kristályrácsa | ||||
| Rácsszerkezet | Hatszögletű | |||
| Rács paraméterei | a=3,600 c=5,694 Å | |||
| c / arány _ | 1.582 | |||
| Egyéb jellemzők | ||||
| Hővezető | (300 K) 11,1 W/(m K) | |||
| CAS szám | 7440-27-9 | |||
| 65 | Terbium |
| Tuberkulózis158.9254 | |
| 4f 9 6s 2 | |
A terbium ( vegyjele - Tb , lat. Terbium ) a D. I. kémiai elemeinek periódusos rendszerének hatodik periódusának 3. csoportjának kémiai eleme (az elavult besorolás szerint - a harmadik csoport, IIIB mellék alcsoportja) . Mengyelejev 65 - ös rendszámmal .
A Lanthanide családhoz tartozik .
Az egyszerű anyag , a terbium egy puha , ezüstös- fehér ritkaföldfém .
Történelem
1843-ban K. G. Mosander svéd vegyész szennyeződéseket fedezett fel az Y 2 O 3 koncentrátumban , és három frakciót izolált belőle: ittriumot, rózsaszín terbiát (amely a modern erbium elemet tartalmazza ) és színtelen erbiát (terbium elemet tartalmaz, az oldhatatlan terbium-oxid barna árnyalat). Az erbia színtelensége miatt sokáig megkérdőjelezték ennek a vegyületnek a létezését, és a törtneveket is összekeverték. Az eredeti koncentrátumban a terbium körülbelül 1%, de ez elég volt ahhoz, hogy sárgás árnyalatot kapjon. A 20. század elején a tiszta terbiumot először Georges Urbain francia kémikus szerezte meg , aki ioncserélő technológiát alkalmazott [3] .
A név eredete
Három további kémiai elemmel ( erbium , ittrium , ittrium ) együtt a stockholmi szigetcsoporthoz tartozó Resarö szigetén található Ytterby faluról kapta a nevét .
A természetben lenni
Clarke terbium a földkéregben (Taylor szerint) - 4,3 g/t.
Betétek
A terbium soha nem található meg a természetben szabad elemként, de számos ásványban megtalálható, például gadolinitben , xenotimban , ceritben , monacitban stb.
A terbium a Lanthanide család tagja , amely gyakran megtalálható Kínában , az USA -ban , Kazahsztánban , Oroszországban , Ukrajnában , Ausztráliában , Brazíliában , Indiában , Skandináviában [4] . Jelentős készletek vannak a ritkaföldfém ásványok mélyvízi lelőhelyében a csendes-óceáni Minamitori sziget közelében , Japán kizárólagos gazdasági övezetében [5] .
Fizikai tulajdonságok
A terbium atom teljes elektronikus konfigurációja: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 9
A terbium képlékeny , puha (a terbium olyan puha, hogy késsel vágható) ritkaföldfém, ezüstös fehér színű. Nem radioaktív . Ez egy paramágnes , -46 °C alatti hőmérsékleten ferromágneses állapotba kerül.
Izotópok
A terbium egyetlen stabil izotópja 159 Tb. A leghosszabb életű radioaktív izotóp 158 Tb, felezési ideje 180 év.
Getting
A terbiumot ritkaföldfémek keverékéből izolálják ionkromatográfiával vagy extrakciós módszerekkel.
Árak
Kína a ritkaföldfémek fő szállítója. Az általa megfelelően követett árpolitika az árak meredek (5-10-szeres) emelkedéséhez vezetett 2010-2011-ben [6] . Egy kilogramm fémes terbium ára elérte a 4400 dollárt [7] , 2016-ra az ára kilogrammonként 1000 dollárra [8] esett vissza .
A terbium ára más ritkaföldfémekhez hasonlóan nagymértékben függ a tisztítás mértékétől.
2013-ban 1 gramm 99,9%-os tisztaságú terbiumot 64 euróért lehetett vásárolni [9] .
Oroszországban 2014-2016-ban egy 2 grammos, 99,9%-os tisztaságú fémrúdért 150 eurót kértek [10] .
Alkalmazás
A terbium egy nagyon szokatlan fém a lantanid sorozatból, és számos ötvözetéhez és vegyületéhez hasonlóan számos egyedi fizikai tulajdonsággal rendelkezik. A terbium monoizotóp elem (csak a terbium-159 stabil ).
Óriási magnetostrikciós hatás . Magnetostrikciós ötvözetek gyártása
A terbium-vas ötvözet - a modern technológia legjobb magnetostrikciós anyaga (különösen egykristálya ) - nagy teljesítményű , kis elmozdulású meghajtók (például nagy fényvisszaverő teleszkópok adaptív optikái ), hatalmas hangforrások, szuper- erős ultrahangos sugárzók. Ezenkívül számos terbiumvegyület óriási magnetostrikciót is mutat, és ebből a szempontból a terbium-titanát és különösen annak egykristálya különösen érdekes.
Mágneses anyagok
Az egykristályos terbium- kobalt ötvözet abszolút nullához közeli hőmérsékleten a legerősebb mágneses anyag (a mágneses energia ( BH ) szorzata max = 408 kJ /m 3 , ami több mint 5-7-szerese a szamáriuménak -kobaltötvözetek vagy vas-neodímium-bór ).
Hőelektromos anyagok
A terbiumtellurid Tb 2 Te 3 jó termoelektromos anyag, a terbium árának csökkenésével széles körben alkalmazható termoelektromos generátorok (thermo-emf 160-170 μV/K) gyártására.
Optikai anyagok
A terbium- gallium gránát (Tb 3 Ga 5 O 12 , THG) magas Verdet-állandót mutat, ennek eredményeként a lézertechnológiában Faraday-rotátorok anyagaként , valamint optikai leválasztókban és keringtetőkben használják. .
Phosphors
A terbium-volframátot folyamatosan állítják elő és fogyasztják az elektronikában foszforként.
A terbium komplex vegyületeit (az európiummal és a szamáriummal együtt) alkalmazzák az OLED -eszközökben. Ez a jó lumineszcencia-jellemzőknek köszönhető: nagy lumineszcencia-intenzitásnak és kis spektrumvonal-félszélességnek. Az ilyen tulajdonságokat a fedő 5s- és 5p- héjak által átvilágított f -héj feltételei közötti tiltott átmenet magyarázza . Az ilyen szupramolekuláris fotofizikai eszközök működési elve (J. M. Lehn meghatározása) az antennaeffektuson alapul.
A Tb 3+ ion lumineszcenciája az 5 D 4 gerjesztett szintről a 7 F j , j = 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0 szintekre történő ff átmeneteknek köszönhető . Ezek az átmenetek a lumineszcencia spektrumokban 680, 670, 650, 620, 590, 545, 490 nm -en lévő lumineszcenciasávoknak felelnek meg [11] . A legintenzívebb lumineszcencia sávot az 5 D 4 - 7 F 5 átmenet okozza, és a spektrum zöld tartományában található, ami a fő hozzájárulást adja ennek az ionnak az élénkzöld lumineszcenciájához. A terbium fényes lumineszcens komplexeket képez számos ligandummal, amelyek triplett szintje a 22900-24500 cm - 1 tartományban van , különösen aromás karbonsavakkal ( benzoesav , szalicilsav ), amelyek alifásan szubsztituáltak onamival, diketonokkal - acetilacetonnal stb.
A lumineszcens terbiumvegyületeken alapuló OLED eszközök előállításához különféle vékonyréteg-leválasztási módszereket alkalmaznak: spinbevonat, gázfázisú szintézis stb.
Óriási magnetokalorikus hatás
A terbium-gadolínium ötvözetek tulajdonságai alkalmasak mágneses hűtőszekrények kialakítására.
Katalizátorok
A terbium-oxidot rendkívül hatékony oxidációs katalizátorként használják.
Elektronika
A terbium -fluoridot a cérium- és ittrium-fluoridokkal együtt a mikroelektronikában a szilícium tükröződésgátló bevonataként használják.
Számítógépgyártás
Az elmúlt években a számítógépek gyártása különösen fontos[ pontosítás ] terbium - ferritet szerzett .
Biológiai szerep
A meglévő adatok szerint a terbiumnak nincs biológiai szerepe. Más lantanidokokhoz hasonlóan a terbiumvegyületek toxicitása az átlag alatt kell, hogy legyen, de erről a témáról nem végeztek részletes vizsgálatokat [12] .
Jegyzetek
- ↑ 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. Az elemek atomi tömegei 2011 (IUPAC Technical Report ) // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Kt. 85 , sz. 5 . — P. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 . Az eredetiből archiválva: 2014. február 5.
- ↑ Chemical Encyclopedia: 5 kötetben. / Szerkesztőség: Zefirov N. S. (főszerkesztő). - Moszkva: Szovjet Enciklopédia, 1995. - T. 4. - S. 531. - 639 p. — 20.000 példány. - ISBN 5-85270-039-8.
- ↑ Gupta CK Ritkaföldfémek kitermelési kohászata / CK Gupta, N. Krishnamurthy. - CRC Press, 2005. - P. 504. - ISBN 0-415-33340-7 .
- ↑ Lantanidák
- ↑ A mélytengeri iszapban rejlő óriási potenciál ritkaföldfém-elemek forrásaként . Letöltve: 2019. január 1. Az eredetiből archiválva : 2019. január 23.
- ↑ Samsonov N. Yu., Szemjagin I. N. A ritkaföldfémek világpiacának és oroszországi piacának áttekintése (rus.) . Archiválva az eredetiből 2016. október 2-án.
- ↑ Az árak dinamikája a REM-re 2011-2012. . tdm96.ru. Letöltve: 2016. október 1. Az eredetiből archiválva : 2016. október 2..
- ↑ REM piaci áttekintés 2016. . tdm96.ru. Letöltve: 2016. október 1. Az eredetiből archiválva : 2016. október 2..
- ↑ Terbium archiválva 2016. március 5-én a Wayback Machine -nél - Materials Technology & Crystals for Research, Development and Production - Archivált 2014. november 13-án a Wayback Machine -nél .
- ↑ Search - terbium . Letöltve: 2020. szeptember 19. Az eredetiből archiválva : 2021. március 6.
- ↑ Poluektov N. S., Kononenko L. I., Efryushina N. P., Beltyukova S. V. Spektrofotometriai és lumineszcens módszerek a lantanidok meghatározására. Kijev, Naukova Dumka, 1989.
- ↑ Hammond CR Az elemek // 81. — CRC sajtó.
Linkek
 Szótárak és enciklopédiák | |
|---|---|
| Bibliográfiai katalógusokban |
| D. I. Mengyelejev kémiai elemeinek periodikus rendszere | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fémek elektrokémiai tevékenységsorai | |
|---|---|
|
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , | |