Тербий

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
65 ГадолинийТербийДиспрозий
Tb

Bk
Водород Гелий Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Олово Сурьма Теллур Иод Ксенон Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Ртуть Таллий Свинец Висмут Полоний Астат Радон Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклий Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Борий Хассий Мейтнерий Дармштадтий Рентгений Коперниций Унунтрий Флеровий Унунпентий Ливерморий Унунсептий УнуноктийПериодическая система элементов
65Tb
Hexagonal.svg
Electron shell 065 Terbium.svg
Внешний вид простого вещества
Тербий
Мягкий, вязкий металл серебристо-белого цвета
Свойства атома
Название, символ, номер

Те́рбий / Terbium (Tb), 65

Атомная масса
(молярная масса)

158,92535(2)[1] а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

[Xe] 4f9 6s2

Радиус атома

180 пм

Химические свойства
Ковалентный радиус

159 пм

Радиус иона

(+4e) 84 (+3e) 92,3 пм

Электроотрицательность

1,2 (шкала Полинга)

Электродный потенциал

Tb←Tb3+ −2,31 В

Степени окисления

4, 3

Энергия ионизации
(первый электрон)

 569,0 (5,90) кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)

8,229 г/см³

Температура плавления

1 629 K

Температура кипения

3 296 K

Уд. теплота испарения

389 кДж/моль

Молярная теплоёмкость

29[2] Дж/(K·моль)

Молярный объём

19,2 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки

гексагональная

Параметры решётки

a=3,600 c=5,694 Å

Отношение c/a

1,582

Прочие характеристики
Теплопроводность

(300 K) 11,1 Вт/(м·К)

65
Тербий
Tb
158,925
4f96s2

Те́рбий — химический элемент, относящийся к группе лантаноидов.

История[править | править вики-текст]

В 1843 г. впервые шведский химик К. Г. Мосандер разложил концентрат Y2O3 на иттриевый, тербиевый и эрбиевый оксиды. В начале XX века французский химик Ж. Урбен первым получил чистый тербий.

Происхождение названия[править | править вики-текст]

Наряду ещё с тремя химическими элементами (эрбий, иттербий, иттрий) получил название в честь села Иттербю, находящегося на острове Ресарё, входящем в Стокгольмский архипелаг.

Нахождение в природе[править | править вики-текст]

Кларк тербия в земной коре (по Тэйлору) 4,3 г/т.

Месторождения[править | править вики-текст]

Тербий входит в состав лантаноидов, которые часто встречаются в США, Казахстане, России, Украине, Австралии, Бразилии, Индии, Скандинавии[3].

Получение[править | править вики-текст]

Выделяют тербий из смеси редкоземельных элементов методами ионной хроматографии или экстракции.

Цены[править | править вики-текст]

В 2011 году цены на металлический тербий чистотой 99 % составляли около 806 долларов за килограмм[4].

В 2013 году 1 грамм тербия чистоты 99,9 % можно было купить за 64 евро[5].

Применение[править | править вики-текст]

Тербий — весьма необычный металл из ряда лантаноидов и обладает значительным спектром уникальных физических характеристик, впрочем, как и ряд его сплавов и соединений. Тербий моноизотопный элемент (тербий-159).

Гигантский магнитострикционный эффект. Производство магнитострикционных сплавов[править | править вики-текст]

Сплав тербий-железо лучший магнитострикционный материал современной техники (особенно его монокристалл) и применяется для производства мощных приводов малых перемещений (например адаптивная оптика крупных телескопов-рефлекторов), источников звука огромной мощности, сверхмощных ультразвуковых излучателей, кроме того ряд соединений тербия так же обнаруживает гигантскую магнитострикцию и в этом отношении особый интерес представляет титанат тербия и в частности его монокристалл.

Магнитные материалы[править | править вики-текст]

Монокристаллический сплав тербий-кобальт при температурах близких к абсолютному нулю является самым мощным магнитотвердым материалом (408 кДж/метр), что более чем в 5—7 раз выше, нежели у сплава самарий-кобальт или железо-неодим-бор, и позволяет сделать вывод о том что у синтеза новых магнитотвердых материалов существуют большие резервы.

Термоэлектрические материалы[править | править вики-текст]

Теллурид тербия хороший термоэлектрический материал и при снижении цены на тербий может быть широко применен для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с 160—170 мкВ/К).

Лазерные материалы[править | править вики-текст]

Тербий галлиевый гранат (ТГГ) применяется в лазерной технике в качестве оптического изолятора и Фарадеевского вращателя.

Люминофоры[править | править вики-текст]

Вольфрамат тербия постоянно производится и потребляется в электронике в качестве люминофора. Применение в OLED- устройствах находят комплексные соединения тербия (наряду с европием и самарием). Это связано с хорошими люминесцентными характеристиками — высокой интенсивностью люминесценции и малой полушириной линий спектра. Такие свойства объясняются запрещенностью переходов между термами f оболочки, экранированной вышележащими 5s и 5p оболочками. Принцип действия таких супрамолекулярных фотофизических устройств (определение Ж. М. Лена) основан на эффекте антенны. Люминесценция иона Tb3+ обусловлена f-f переходами с возбужденного уровня 5D4 на уровни 7Fj, j=6, 5, 4, 3, 2, 1, 0. Этим переходам соответствуют полосы люминесценции в люминесцентных спектрах при 680, 670, 650, 620, 590, 545, 490 нм соответственно[6]. Наиболее интенсивная полоса люминесценции вызывается переходом 5D4-7F5 и находится в зеленой области спектра, что обеспечивает основной вклад в яркую зеленую люминесценцию этого иона. Тербий образует яркие люминесцентные комлпексы с рядом лигандов, положение триплетного уровня которых находится в пределах 22900-24500 см-1, в частности с ароматическими карбоновыми кислотами (бензойной, салициловой), алифатически замещенными 1-фенил-3-метил-ацилпиразол-5-онами, дикетонами - ацетилацетоном и др. Для получения OLED-устройств на основе люминесцирующих соединений тербия используются различные методы нанесения тонких пленок - спинкоатинг, газофазный синтез и др.

Гигантский магнитокалорический эффект[править | править вики-текст]

Сплавы тербия с гадолинием обнаруживают значительные характеристики для конструирования магнитных холодильников.

Катализаторы[править | править вики-текст]

Оксид тербия применяется в качестве высокоэффективного катализатора окисления.

Электроника[править | править вики-текст]

Фторид тербия совместно с фторидами церия и иттрия используется в микроэлектронике в качестве просветляющего покрытия на кремнии.

Производство компьютеров[править | править вики-текст]

В последние годы в производстве компьютеров особое значение приобрел феррит тербия.

Биологическая роль[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 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. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. Химическая энциклопедия: в 5-ти тт. / Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 531. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8.
  3. Лантаноиды
  4. Цены на тербий в Китае продолжают расти
  5. Terbium — Materials Technology & Crystals for Research, Development and Production — архив.
  6. Полуэктов Н. С., Кононенко Л. И., Ефрюшина Н. П., Бельтюкова С. В. Спектрофотометрические и люминесцентные методы определения лантаноидов. Киев, Наукова думка, 1989

Ссылки[править | править вики-текст]