Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


Перейти до вмісту
Вікіпедія
Пошук

Тербій

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Тербій (Tb)
Атомний номер65
Зовнішній вигляд простої речовиниМ'який, в'язкий, сріблясто-сірий метал
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса)158,92534а.о.м. (г/моль)
Радіус атома180пм
Енергія іонізації (перший електрон)569,0(5,90) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація[Xe] 4f9 6s2
Хімічні властивості
Ковалентний радіус159пм
Радіус іона(+4e) 84 (+3e) 92,3пм
Електронегативність (за Полінгом)1,2
Електродний потенціалTb←Tb3+ -2,31В
Ступені окиснення+4, +3
Термодинамічні властивості
Густина8,229 г/см³
Молярна теплоємність0,183 Дж/(К·моль)
Теплопровідність11,1 Вт/(м·К)
Температура плавлення1629 К
Теплота плавленняn/a кДж/моль
Температура кипіння3296 К
Теплота випаровування389 кДж/моль
Молярний об'єм19,2 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґраткигексагональна
Період ґратки3,600 Å
Відношення с/а1,581
Температура Дебая173 К
Інші властивості
Критична точкан/д
HHe
LiBeBCNOFNe
NaMgAlSiPSClAr
KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
CsBa*HfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
FrRa**RfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
*LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu
**AcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr
CMNS: Тербій уВікісховищі Редагувати інформацію у Вікіданих

Тербій —хімічний елемент Символ Tb,атомний номер 65; ат. м. 158,9254. Рідкісноземельний метал,лантаноїд.

У природі є один стабільнийізотоп159Tb. Оксиди TbO2, Tb2О3. У 1843 р. вперше швед. хімік К. Г. Мосандер при дослідженні ітрієвої землі розклав концентрат Y2O3 на ітрієвий, тербієвий і ербієвий оксиди. На початку ХХ ст. франц. хімік Ж. Урбан першим отримав чистий тербій.

Проста речовина — тербій. Блискучий метал, належить до лантоноїдів.Густина 4,35, tплав 1357 °С, tкип 3223 °С. Хімічно активний, на повітрі окиснюється, реагує при кімнатній температурі з водою, соляною, азотною і сірчаною кислотами, при нагріванні — з воднем, азотом, вуглецем і фосфором.

Історія

[ред. |ред. код]

У 1843 р. вперше шведський хімікК. Г. Мосандер при дослідженні ітрієвої землі розклав концентрат Y2O3 на ітрієвий, тербієвий і ербієвий оксиди. На початку 20 століття французький хімікЖ. Урбан першим отримав чистий тербій.[1]

Разом з ще трьома хімічними елементами (ербій, ітербій, ітрій) отримав назву пов'язану з мінералом ітербітом (нині відомий якгадолініт), що, в свою чергу, названий на честь поселенняІттербю, що розташоване на острові Ресаре зіСтокгольмського архіпелагу, у копальні біля якого цей мінерал вперше був знайдений.

Поширення

[ред. |ред. код]

Кларк у земній корі 4,3•10−4 (мас), у морській воді ~10−7 мг/л. Найбільшу частку тербію, що доходить до 1 %, маєевксеніт, проте зазвичай тербій добувають разом з іншими рідкісноземельними металами змонациту,ксенотиму ібастнезиту, де його концентрація в десятки разів менша. Разом з РЗЕ присутній в інших мінералах:самарськіті,гадолініті,ліпариті та ін.

Отримання

[ред. |ред. код]
Тербій

Виділяють тербій із суміші рідкісноземельних елементів методами іонної хроматографії або екстракції.Переводять оксид тербію у фторид тербію та відновлюють кальцієм з утворенням фторидукальцію. Решту кальцію відганяють при переплавленні суміші увакуумі.

Металічний тербій отримують металотермічним відновленням TbCl3 або TbF3.

Фізичні властивості

[ред. |ред. код]

Тербій має двіалотропні форми — при температурі нижчій за 1575 К (1302 °C) існує α-тербій, що має гексагональну щільноупаковану ґратку з параметрами a = 3,605 Å, c = 5,697 Å. При температурі вищій за 1575 К і нижчій температури плавлення (1630 К) перетворюється на β-тербій, що має об'ємноцентровану ґратку з періодом 4,02 Å[2].

Коефіцієнт теплового розширення — 8,5×10−6 К−1.[2]

Модуль всебічного стиску — 39,9 ГПа,модуль Юнга — 57,5 ГПа,коефіцієнт Пуассона — 0,261.Границя міцності — 0,167 ГПа[2].

Питомий опір монокристалу тербію становить 102×10−8 Ом·м вздовж головної осі, і 123×10−8 Ом·м у перпендикулярному напрямку. Температурний коефіцієнт опору — 0,00091 К−1.[2]

При температурі нижчій за 220 К тербій — колінеарнийферомагнетик. Між 220 і 230 К тербій переходить уантиферомагнетичний стан. Вище 230 К —парамагнетик[2].

Переріз поглинання теплових нейтронів — 44барн. Ядерниймагнітний момент — 1,52ядерних магнетонів[2].

Хімічні властивості

[ред. |ред. код]

Тербій є одним з небагатьох лантаноїдів, що може мати ступінь окиснення не тільки +3, але й +4.

Тербій повільно, а при високій температурі активно реагує з киснем повітря з утворенням змішаного тербій (III, IV) оксиду:

6 Tb + 7 O2 → 2 Tb4O7

Окис тербію має шоколадний або каштановий колір.

Повільно реагує з водою, однак реакція пришвидшується при нагріванні з утворенням гідроксиду:

2 Tb + 6 H2O → 2 Tb(OH)3 + 3H2

У розчині існує у вигляді Tb3+ іонів: Тербій реагує згалогенами:

2 Tb + 3 X2 → 2 TbX3 , де Х — F, Cl, Br, I [солі білого кольору ]

Tb реагує з розбавленоюсульфатною кислотою з утворенням Tb(III) іону, який забарвлює розчин у рожевий колір (існує як [Tb(OH2)9]3+ аквакомплекс)

2 Tb + 3 H2SO4 → 2 Tb3+ + 3 SO2−
4
+ 3 H2

Ізотопи

[ред. |ред. код]

Природній тербій складається лише з одного стабільного ізотопу —159Tb.

Усього відомо 50 ізотопів тербію з масовими числами від 135 до 168, 19 з яких — метастабільні. З нестабільних ізотопів найбільші періоди розпаду мають158Tb (180 років) і157Tb (71 рік)[3].

Застосування

[ред. |ред. код]

Тербій є значно дорожчим за інші лантаноїди, що стримує його широке використання[4].

Тербій входить до складу кількох розповсюджених люмінофорів для виготовлення скла, лаків, фарб тощо. До кінця 20 століття велика кількість металу йшла на виготовлення зеленого люмінофору укінескопах кольорових телевізорів[5], але і зараз цей сектор використовує більшу частину усього спожитого тербію.

Додавання тербію унеодимові магніти покращує їхкоерцитивну силу в умовах високих температур, що важливо для електромобілів івітрогенераторів[6]. Цей сектор є другим за споживанням тербію.

Сплав тербію з залізом і диспрозієм, відомий під торговою назвоюTerfenol-D[en] має найбільш сильні з усіх відомих сплавівмагнітострикційні властивості (розтягування і стискання у магнітному полі)[7]. Деякі інші сплави тербію також демонструють гігантську магнетострикцію. Ці властивості дозволяють застосовувати ці сплави у різних галузях: у магнітних приводах,давачах, гідравлічних рушіях, ультразвуковій техніці, акустичних колонках та інших магніто-механічних пристроях[8][9].

Разом з оксидом цирконію тербій використовується як стабілізатор упаливних комірках, що мають працювати за високих температур[10].

Щороку у світі споживається 450 тонн оксиду тербію (станом на 2008 рік)[11].

Див. також

[ред. |ред. код]

Примітки

[ред. |ред. код]
  1. Terbium Element Facts[Архівовано 23 липня 2020 уWayback Machine.](англ.)
  2. абвгдеPoole, 2004, с. 1363.
  3. Isotopes of the Element Terbium[Архівовано 19 липня 2020 уWayback Machine.](англ.)
  4. RARE EARTHS[Архівовано 16 липня 2020 уWayback Machine.](англ.)
  5. Rare Earths and the Balance Problem: How to Deal with Changing Markets?[Архівовано 19 червня 2020 уWayback Machine.](англ.)
  6. Rare Earths: Changing magnet compositions to manage supply availability[Архівовано 25 травня 2021 уWayback Machine.](англ.)
  7. Optimized TERFENOL-D manufacturing processes(англ.)
  8. Terfenol-D Design and Build Capabilities[Архівовано 17 лютого 2020 уWayback Machine.](англ.)
  9. Soundbug Works As Alternative To Headphones[Архівовано 23 жовтня 2020 уWayback Machine.](англ.)
  10. Terbium[Архівовано 13 червня 2020 уWayback Machine.](англ.)
  11. Industrial Demand and Integrated Material Flow ofTerbium in Korea[Архівовано 30 липня 2018 уWayback Machine.](англ.)

Посилання

[ред. |ред. код]
Вікісховище має мультимедійні дані за темою:Тербій

Література

[ред. |ред. код]
Перегляд цього шаблону
  Словники та енциклопедії
Довідкові видання
Нормативний контроль
Отримано зhttps://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Тербій&oldid=44783083
Категорії:
Приховані категорії:

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp