Terbio struktur, egenskaper, bruk

Han terbium Det er et element som tilhører Lantanids -gruppen, av de såkalte sjeldne jordene, og hvis kjemiske symbol er tb. Den har et atomnummer på 65 og en overflod i 1.2 ppm. Det er ikke isolert, men å være en del av flere mineraler, inkludert Monacita og Bastnäsita.

Terbio ble oppdaget i 1843 av den svenske kjemikeren Carl Gustav Mosander, i Gadolinita -mineralet. Mosender behandlet Itum med ammoniumhydroksid, et oksyd av metallet, og funnet som forurensninger to ukjente stoffer, som han kalte Erbia og Terbia: stoffer som inneholder henholdsvis metaller Erbio og Terbio.

Metallisk Terbio -prøve. Kilde: Hi-res Images ofchemical Elements, CC av 3.0, via Wikimedia Commons

Navnet på Terbio skyldes, som ititrium, til den svenske landsbyen Ytterby, der de mineralogiske prøvene fortsatte. Det hender ofte at 'Terbio' lett blir forvirret av 'Erbio' og 'Iterbio'.

Terbio har flere applikasjoner på grunn av magnetiske og fluorescensegenskaper. Det danner forbindelsene med oksidasjonstilstanden +3, men i noen tilfeller bruker den oksidasjonstilstanden +4. Den har totalt 38 isotoper, hvorav den eneste stallen er ¹⁵⁹TB.

[TOC]

Terbio struktur

Terbio danner krystaller med kompakte sekskantede strukturer (HCP) ved romtemperatur, som er kjent som α -fase. Når disse krystallene varmer opp til 1289 ºC, lider de en overgang til den kubiske strukturen sentrert i kroppen (BCC), kjent som β -fasen.

Elektronisk konfigurasjon

Elektronisk Terbio -innstilling

Terbio har følgende elektroniske konfigurasjon:

[Xe] 4f⁹ 6s²

Å ha 9 elektroner i sine 4F -orbitaler, og å være det niende medlemmet av lantanidene, sa at elektronisk konfigurasjon ikke presenterer noen uregelmessighet mot fyllingsrekkefølgen indikert av Aufbau -prinsippet.

Terbio -egenskaper

Fysisk utseende

Sølvhvit fast metall. Det er formbar, duktil, motstandsdyktig mot påvirkninger. Dets TB -kation³⁺ Det er lysstoffrør og avgir et lysegrønt lys. Fluorescensen er imidlertid bare synlig i fast tilstand.

Atomnummer

65

Molmasse

158.925 g/mol

Smeltepunkt

1356 ºC

Kokepunkt

3123 ºC

Tetthet

8.25 g/cm³

Fusjonsvarme

10.15 kJ/mol

Det kan tjene deg: Biodiesel: Historie, egenskaper, typer, fordeler, ulemper

Fordampningsvarme

391 kJ/mol

Molar kalorikapasitet

28.91 kJ/mol

Oksidasjonsstater

Som de andre lantanidene er dens viktigste oksidasjonstilstand +3 (TB³⁺), men du kan også presentere oksidasjonstilstanden +4 (TB⁴⁺). For eksempel i TBO -forbindelser₂ og tbf₄ Terbio møter en oksidasjonstilstand på +4.

Elektronegativitet

1.2 på Pauling -skalaen.

Ioniseringsenergier

Først: 565.8 kJ/mol

For det andre: 1110 kJ/mol

Tredje: 2114 kJ/mol

Magnetisk ordre

Ved romtemperatur er det et paramagnetisk metall som kan samles med en neodymmagnet. Men ved en temperatur på 230 K (-43 ºC) blir det antiferromagnetisk, og transformerer seg til ferromagnetisk ved temperaturer under 219 K.

Reaktivitet

Terbio er stabil i luften, inkludert høye temperaturer, på grunn av tilstedeværelsen av et mørkebrunt oksid som dekker det.

Dette metallet er i stand til å danne tre oksider: TB₂ENTEN₃, Hvit og støvete, som er den vanlige formen for oksidene som er presentert av lantanidene; Tbo₂, brukt ved oksidasjon +4 og genereres fra atom oksygen; og TB₄ENTEN₇, Et mørkebrunt oksid presentert ved oksidasjonstilstander +3 og +4.

Terbio reagerer med vann som danner et hydroksid og frigjør hydrogengass. Det blir også angrepet av utvannede syrer som danner salter og frigjør hydrogengass.

Terbio reagerer med svovelsyre, og oppnår TB₂(SW₄)₃. Dette saltet er i stand til å avgi grønn fluorescens. Terbio er kombinert med alle halogener gjennom oksidasjonstilstanden +3 (TBF₃, Tbcl₃, etc.).

applikasjoner

Fluorescens

Terbio -forbindelser (III) er preget av deres grønne fluorescens ved å absorbere UV -stråling. Kilde: Leiem, CC By-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Terbio brukes som grønt fosfor i trikromatiske belysningsapplikasjoner og i farge -TV -rør. Terbio produserer den grønne fargen på BlackBerry -mobiltelefoner, eller på andre HD -skjermer.

TB -ioner³⁺ De brukes til å vise tilstedeværelsen av mikrober, påføre det terbiske kloridet på prøven som skal undersøkes, som deretter blir opplyst med ultrafiolett lys. Dette får levende endosporer til å skinne med en grønn farge.

Kan tjene deg: Molar Solutions: Concept, Preparation, Eksempler

Terbio (TB³⁺), Europio (EU³⁺) og tulio (tm³⁺) De brukes til å oppdage forfalskning av Euro -billetter, siden når billettene med ultrafiolett lys blir opplyst, produserer de grønn fluorescens av terbio, en rød av Europium, og en annen blå av tyllen.

Legeringer

En legering av Terbio-Hierro brukes i konstruksjonen av metallfilmer for magneto-postisk registrering av data.

En annen legering av Neodymium-Terbio-Disprosio brukes til fremstilling av magneter, som er i stand til å bevare magnetismen deres ved høye temperaturer. Disse typene magneter brukes i elektriske elektriske motorer, der det produseres høye temperaturer.

Terfenol er en legering av term. Denne legeringen brukes i “Soundbug” -høyttalerne, som lar oss bruke et bord eller en skrivebord som høyttalere. I tillegg brukes denne legeringen i magnetisk kontrollerte aktivatorer, lydsystemer og trykksensorer.

Andre bruksområder

Terbio brukes til å dopar kalsiumfluorid, kalsium wolgstate og strontium molybdate, forbindelser som brukes i fast tilstand og fiberoptiske enheter. Terbio brukes også i pærer med lavt forbruk og kvikksølvlamper.

Terbio har blitt brukt til forbedring av X -Ray -sikkerhet, siden den ved å forbedre oppløsningen gjør det mulig å reduseres eksponeringstiden for dem.

Sammen med Gadolinio har terbio blitt brukt til konstruksjon av et to -trinns test magnetisk kjøleskap: gadolinium som et høyt temperaturstadium, og terbio som et lavt temperaturstadium.

Å skaffe

Råmateriale

Terbio har en overflod på 1.2 ppm i jordens cortex, og er et element som ikke er i fri form. Det er til stede i Monacita, Xenotima, Bastnäsita og Euxenita Minerals, sistnevnte er et oksid som inneholder 1% terbio.

Atskillelse

Terbio er kommersielt ekstrahert fra monacitten og bastnäsite ved en innledende knusing av disse mineralene, etterfulgt av en behandling med svovelsyre og en pH -justering av pH i løsningen med natriumhydroksid til en pH mellom 3 og 4. Dette produserer separasjonen av thorium.

Det kan tjene deg: Láuric Acid: Struktur, egenskaper, bruksområder, fordeler, effekter

Deretter behandles løsningen med ammoniumoksalat, for den påfølgende dannelsen av sjeldne jordoksider. Deretter blir oksider oppløst i salpetersyre, som gir separasjonen av Cerio. Terbio skilles som et dobbelt saltnitratsalt ved krystallisering.

Den mest effektive metoden for å skille terbiosalter er gjennom ionebytterkromatografi. Sjeldne jordioner blir absorbert i en tilstrekkelig ionebytteharpiks ved å interaksjonere med hydrogen, ammonium eller metallioner som er til stede i det.

Sjeldne jordioner skilles fra harpiksen gjennom vasking ved bruk av et tilstrekkelig middel for hvert spesifikt metall.

Produksjon

Separerte ionene til termisk mineralene, deres klorider eller fluorider reagerer med metallkalsium i en Tantalio -smelting, en metallotermisk reduksjon som oppstår. Kalsium- og tantaliumforurensninger elimineres ved å påføre en vakuumdestillasjon.

På den annen side kan terbio også oppnås ved elektrolyse av termisk oksid i smeltet kalsiumklorid.

Isotoper

Terbio har totalt 38 isotoper, mellom ¹³⁵TB og ¹⁷²TB, hvorav den eneste stabile isotopen er ¹⁵⁹TB; som tilsvarer nesten 100% av terbio oppnådd fra jordskorpen. Resten av isotopene til termisk er radioaktive.

De fleste radioaktive isotoper av termisk er utsendere av ß -partikler^- eller β⁺. Gjennomsnittlig levetid for de fleste av dem er veldig kort, og fremhever ¹³⁸TB med en halv -nanosekunder halvliv. I mellomtiden er de mest halvlivslivsisotoper: ¹⁵⁸TB (58 år) og ¹⁵⁷TB (71 år).

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Dr. Doug Stewart. (2020). Terbium element fakta. Gjenopprettet fra: Chemicool.com
3. Redaktørene av Enyclopaedia Britannica. (2020). Terbium. Gjenopprettet fra: Britannica.com
4. Wikipedia. (2020). Terbium. Hentet fra: i.Wikipedia.org
5. Nasjonalt senter for bioteknologiinformasjon. (2020). Terbium. PUBCHEM Element Sammendrag for Atomicnumer 65. Gjenopprettet fra: Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
6. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (28. august 2020). Terbium fakta - TB eller atomnummer 65. Gjenopprettet fra: Thoughtco.com
7. Royal Society of Chemistry. (2020). Terbium. Gjenopprettet fra: RSC.org
8. Lentech b.V. (2020). Terbium. Gjenopprettet fra: Lentech.com
9. Live Science Staff. (17. juli 2013). Fakta om terbium. Gjenopprettet fra: Livescience.com