Terbium

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Jump to navigation Jump to search
65 gadolíniumterbiumdiszprózium
-

Tb

Bk
   
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
65
Tb
Általános
Név, vegyjel, rendszám terbium, Tb, 65
Elemi sorozat lantanoidák
Csoport, periódus, mező ?, 6, f
Megjelenés ezüstfehér
Tb,65.jpg
Atomtömeg 158,925 354(8)[1]  g/mol
Elektronszerkezet [Xe] 4f9 6s2
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 27, 8, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) 8,23 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on 7,65 g/cm³
Olvadáspont 1629 K
(1356 °C, 2473 °F)
Forráspont 3503 K
(3230 °C, 5846 °F)
Olvadáshő 10,15 kJ/mol
Párolgáshő 293 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 28,91 J/(mol·K)
Gőznyomás
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T/K 1789 1979 (2201) (2505) (2913) (3491)
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet hexagonális
Oxidációs szám 4
(gyengén bázikus oxid)
Elektronegativitás ? 1,2 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 565,8 kJ/mol
2.: 1110 kJ/mol
3.: 2114 kJ/mol
Atomsugár 175 pm
Atomsugár (számított) 225 pm
Egyebek
Mágnesség ferromágneses
szárazjégben [1]
Elektromos ellenállás (sz.h.) (α módosulat)
1,150 µΩ·m
Hőmérséklet-vezetési tényező (300 K) 11,1 W/(m·K)
Hőtágulási tényező (sz.h.) (α módosulat)
10,3 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd) (20 °C) 2620 m/s
Young-modulus (α módosulat) 55,7 GPa
Nyírási modulus (α módosulat) 22,1 GPa
Kompressziós modulus (α módosulat) 38,7 GPa
Poisson-tényező (α módosulat) 0,261
Vickers-keménység 863 MPa
Brinell-keménység 677 HB
CAS-szám 7440-27-9
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A terbium izotópjai
Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t.
157Tb mest. 71 y ε 0,060 157Gd
158Tb mest. 180 y ε 1,220 158Gd
β- 0,937 158Dy
159Tb 100% Tb stabil 94 neutronnal
Hivatkozások

A terbium a periódusos rendszer egyik eleme. Vegyjele Tb, rendszáma 65, nyelvújításkori neve terbeny.[2] Ezüstfehér színű, a lantanoidák csoportjába tartozik.

Carl Gustaf Mosander(en) svéd kémikus fedezte fel 1843-ban a svédországi Ytterby(en) közelében; innen az elem neve.[3]

Tulajdonságai[szerkesztés]

Fizikai tulajdonságok[szerkesztés]

A terbium ezüstfehér, képlékeny, nyújtható ritkaföldfém, olyan puha, hogy késsel vágható. Levegőn – a többi lantanoidához képest – viszonylag stabil.[4] Két kristályos allotróp módosulata ismert, ezek között az átalakulási hőmérséklet 1289 °C.[5]

A terbium(III) kation ragyogóan, világos citromsárgán fluoreszkál, ez a szín erős zöld emissziós vonalának és más, a narancssárgába és vörösbe eső vonalnak az eredője. A fluorit ásvány ittrofluorit változatának krémsárga fluoreszcenciája is részben a terbiumnak köszönhető. A terbium könnyen oxidálódik, így elemi állapotban csak kutatási célokra használják. Egyedi terbiumatomokat fullerénmolekulákba történő beültetéssel izoláltak.[6]

A tebium 219 K hőmérséklet alatt egyszerű ferromágneses rendezettséget mutat. 219 K felett helikális antiferromágneses állapotba kerül, melyben az egyes bázissíkok minden atomjának momentuma párhuzamos, és a szomszédos rétegek momentumával meghatározott szöget zár be. Ez a szokatlan antiferromágnesség 230 K-en rendezetlen paramágneses állapottá válik.[7]

Kémiai tulajdonságok[szerkesztés]

A terbium leggyakoribb oxidációs állapota a +3, ilyen például a Tb2O3. +4-es vegyértékkel a TbO2 és TbF4 ismeretes.[8][9] A terbium – vegyes terbium(III,IV)-oxid keletkezése közben – könnyen elég:

8 Tb + 7 O2 → 2 Tb4O7

Oldatban a terbium csak háromértékű ionokat képez. A terbium eléggé elektropozitív elem, hideg vízzel lassan, forró vízzel meglehetősen gyorsan reagál, miközben terbium-hidroxid keletkezik:

2 Tb (s) + 6 H2O (l) → 2 Tb(OH)3 (aq) + 3H2 (g)

A fémterbium minden halogénnel reagál:

2 Tb (s) + 3 F2 (g) → 2 TbF3 (s) [fehér]
2 Tb (s) + 3 Cl2 (g) → 2 TbCl3 (s) [fehér]
2 Tb (s) + 3 Br2 (g) → 2 TbBr3 (s) [fehér]
2 Tb (s) + 3 I2 (g) → 2 TbI3 (s)

Híg kénsavban készségesen oldódik, a keletkező halvány rózsaszín oldatban Tb(III)-ionok találhatók [Tb(OH2)9]3+ komplex formájában:[10]

2 Tb (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Tb3+ (aq) + 3 SO2−4 (aq) + 3 H2 (g)

Vegyületei[szerkesztés]

Tb-sulfate.jpg
A terbium-szulfát – Tb2(SO4)3 – (felül) ultraibola fényben zölden fluoreszkál (alul)
A terbium-szulfát – Tb2(SO4)3 – (felül) ultraibola fényben zölden fluoreszkál (alul)

További vegyületei:

A terbium(IV)-fluorid erős fluorozószer, melegítés hatására viszonylag tiszta fluort bocsát ki,[11] ellentétben a CoF3 vagy CeF4 esetével, melyekből fluoridgőzök keveréke emittál.


Magasabb hőmérsékleten különféle biner vegyületek képződése közben reakcióba lép a nitrogénnel, szénnel, kénnel, foszforral bórral, szelénnel, szilíciummal és arzénnel, így keletkezik többek között a TbH2, TbH3, TbB2, Tb2S3, TbSe, TbTe vagy TbN.[9] Ezekben a vegyületekben oxidációs száma jellemzően +3, néha +2. Terbium(II)-halogenideket tantál edénybe helyezett Tb(III)-halogenidek fémtallium jelenlétében történő izzításával lehet nyerni. Szeszkvikloridja is ismert (Tb2Cl3), ez 800 °C-on történő izzítással továbbredukálható TbCl-dá. Ez a terbium(I)-klorid lemezkéket alkot, grafitszerű, réteges szerkezettel.[12]

Fordítás[szerkesztés]

  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Terbium című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Lábjegyzetek[szerkesztés]

  1. Standard atomic weights 2017 – Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW). (Hozzáférés: 2018. október 6.)
  2. Szőkefalvi-Nagy Zoltán; Szabadváry Ferenc: A magyar kémiai szaknyelv kialakulása. A kémia története Magyarországon. Akadémiai Kiadó, 1972. (Hozzáférés: 2010. december 3.)
  3. Fülöp József: Rövid kémiai értelmező és etimológiai szótár. Celldömölk: Pauz–Westermann Könyvkiadó Kft. 1998. 139. o. ISBN 963 8334 96 7  
  4. Rare-Earth Metal Long Term Air Exposure Test. (Hozzáférés: 2009. május 5.)
  5. C. R. Hammond, "The Elements", in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  6. (2004) „Transport properties of C78, C90 and Dy@C82 fullerenes - nanopeapods by field effect transistors”. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 21 (2–4), 1089–1092. o. DOI:10.1016/j.physe.2003.11.197.  
  7. M. Jackson (2000). „Magnetism of Rare Earth”. The IRM quarterly 10 (3), 1. o.  
  8. D.M. Gruen, W.C. Koehler, and J.J. Katz (1951. április 1.). „Higher Oxides of the Lanthanide Elements: Terbium Dioxide” (PDF). Journal of the American Chemical Society, 1475. o.  
  9. ^ a b Patnaik, Pradyot. Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill, 920–921. o. (2003). ISBN 0070494398. Hozzáférés ideje: 2009. június 6. 
  10. Chemical reactions of Terbium. Webelements. (Hozzáférés: 2009. június 6.)
  11. (2001. október 12.) „Transition and rare earth metal fluorides as thermal sources of atomic and molecular fluorine”.  
  12. Cotton. Advanced inorganic chemistry, 6th, Wiley-India, 1128. o. (2007. október 12.). ISBN 81-265-1338-1 

Források[szerkesztés]

  • Dr. Otto – Albrecht Neumüller: Römpp vegyészeti lexikon. Budapest: Műszaki Könyvkiadó. 1984. 4 kötet., 575. o. ISBN 963-10-3269-8  

További információk[szerkesztés]