Тербий

65 Гадолиний ← Тербий → Диспрозий Tb ↓ Bk 65Tb
Внешний вид простого вещества
Мягкий, вязкий металл серебристо-белого цвета
Свойства атома
Имя, символ, номер	Те́рбий / Terbium (Tb), 65
Атомная масса (молярная масса)	158,92534 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
Теплота испарения	389 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	29 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

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

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

Подробнее по этой теме см.: Редкоземельные элементы.

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

Месторождения

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

Получение

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

Цены

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

Применение

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

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

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

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

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

Люминофоры

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 ⁷F_j, 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. 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

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

Катализаторы

Оксид тербия применяется в качестве высокоэффективного катализатора окисления.

Электроника

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

Производство компьютеров

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

Ссылки

• Тербий на Webelements
• Тербий в Популярной библиотеке химических элементов