Тербий (Tb)
ЛантаноидТвердое вещество
Стандартный атомный вес
158.92535 uЭлектронная конфигурация
[Xe] 6s2 4f9Температура плавления
1355.85 °C (1629 K)Температура кипения
3229.85 °C (3503 K)Плотность
8230 kg/m³Степени окисления
0, +1, +2, +3, +4Электроотрицательность (Полинг)
N/AЭнергия ионизации (1-я)
Год открытия
1843Атомный радиус
175 pmДополнительно
Тербий — редкоземельный металл лантаноидного ряда с атомным номером 65. Он химически сходен с соседними гадолинием и диспрозием и встречается в минералах вместе с другими редкоземельными элементами, а не как самородный элемент. Его наиболее характерная технологическая роль связана с люминесценцией Tb³⁺, которая обеспечивает интенсивное зелёное излучение в подходящих матричных материалах, а также с большим магнитострикционным откликом сплавов, содержащих тербий.
Тербий достаточно стабилен на воздухе. Это серебристо-серый металл, ковкий, пластичный и настолько мягкий, что его можно резать ножом. Существуют две кристаллические модификации, с температурой превращения 1289°C. Известен двадцать один изотоп с атомными массами от 145 до 165. Оксид имеет шоколадный или темно-бордовый цвет.
Название происходит от деревни Иттербю в Швеции, где впервые была найдена руда иттебит (источник тербия). Тербий был открыт шведским хирургом и химиком Карлом-Густавом Мосандером в 1843 году в соли иттрия, которую он разделил на три элемента. Одному он дал название иттрий, розовоокрашенной соли — тербий, а глубоко-жёлтой перекиси — эрбий. В 1862 году швейцарский химик Марк Делофонтен повторно исследовал иттрий и обнаружил жёлтую перекись. Поскольку название эрбий к тому времени было присвоено розовоокрашенному оксиду, он вновь ввёл название тербий для жёлтой перекиси. Таким образом, первоначальные названия, данные образцам эрбия и тербия, теперь поменялись местами.
Минерал гадолинит ((Ce, La, Nd, Y)2FeBe2Si2O10), обнаруженный в карьере близ города Иттербю, Швеция, стал источником большого числа редкоземельных элементов. В 1843 году Карл Густав Мосандер, шведский химик, смог разделить гадолинит на три вещества, которые он назвал иттрией, эрбией и тербией. Как и следовало ожидать, учитывая сходство их названий и свойств, учёные вскоре перепутали эрбию и тербию, и к 1877 году их названия были поменяны местами. То, что Мосандер называл эрбией, теперь называется тербией и наоборот. Из этих двух веществ Мосандер открыл два новых элемента — тербий и эрбий. Сегодня тербий можно получать из минералов ксенотим (YPO4) и эвксенит ((Y, Ca, Er, La, Ce, U, Th)(Nb, Ta, Ti)2O6), но в основном его получают ионообменным процессом из монацитового песка ((Ce, La, Th, Nd, Y)PO4), материала, богатого редкоземельными элементами, который обычно содержит до 0.03% тербия.
Открыт Мосандером в 1843 году. Тербий является представителем группы лантаноидов, или «редкоземельных» элементов. Он встречается в церите, гадолините и других минералах вместе с другими редкоземельными элементами. Его получают промышленным путём из монацита, в котором он содержится в количестве 0.03%, из ксенотима и из эвксенита — сложного оксида, содержащего 1% или более тербия.
Изображения
Свойства
Физические
- Атомный радиус (эмпир.)
- 175 pm
- Ковалентный радиус
- 194 pm
- Радиус Ван-дер-Ваальса
- 221 pm
- Плотность
- Молярный объём
- 0.0192 L/mol
- Агрегатное состояние (НУ)
- solid
- Температура плавления
- 1355.85 °C
- Температура кипения
- 3229.85 °C
- Теплопроводность
- 11.1 Вт/(м·К)
- Удельная теплоёмкость
- 0.182 Дж/(г·К)
- Молярная теплоёмкость
- 28.91 Дж/(моль·К)
- Кристаллическая структура
- hcp
Химические
- Сродство к электрону
- Энергия ионизации (1-я)
- Энергия ионизации (2-я)
- Энергия ионизации (3-я)
- Энергия ионизации (4-я)
- Энергия ионизации (5-я)
- Степени окисления
- 0, +1, +2, +3, +4
- Валентные электроны
- 3
- Электронная конфигурация
Термодинамические
- Теплота плавления
- 0.1119345 eV
- Теплота парообразования
- 3.016013 eV
- Теплота возгонки
- 4.031715 eV
- Теплота атомизации
- 4.031715 eV
- Энтальпия атомизации
Ядерные
- Протоны
- 65
- Нейтроны
- 94
- Известные изотопы
- 40
- Стабильные изотопы
- 1
- Наиболее стабильный изотоп
- Tb-159
- Год открытия
- 1843
Распространённость
- Распространённость (земная кора)
- 1.2 мг/кг
- Распространённость (океан)
Кристаллическая структура
- Параметр решётки a
- 360 pm
Электронная структура
- Электронов на оболочке
- 2, 8, 18, 27, 8, 2
Идентификаторы
- Номер CAS
- 7440-27-9
- Термный символ
- InChI
- InChI=1S/Tb
- InChI Key
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N
Электронная конфигурация Измерено
Tb: 4f⁹ 6s²[Xe] 4f⁹ 6s²1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f⁹ 6s²Модель атома
Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.
Схематическая модель атома, не в масштабе.
Атомный отпечаток
Спектр испускания / поглощения
Распределение изотопов
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 159 Стабильный | 158,9253547 ± 0,0000019 | 100.0000% | Стабильный |
Фазовое состояние
Причина: на 1330.8 °C ниже точки плавления (1355.85 °C)
Схематично, не в масштабе
Точки фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия для плавления 1 моля при tплав
Энергия для испарения 1 моля при tкип
Энергия для возгонки 1 моля при tвозг
Плотность
При нормальных условиях
При нормальных условиях
Атомные спектры
Показано 10 из 65 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).
Состав спектральных линий ?
| Ион | Заряд | Всего линий | Вероятности переходов | Обозначения уровней |
|---|---|---|---|---|
| Tb I | 0 | 248 | 0 | 10 |
| Tb II | +1 | 424 | 8 | 18 |
| Tb IV | +3 | 48 | 0 | 0 |
Состав энергетических уровней ?
| Ion | Заряд | Уровни |
|---|---|---|
| Tb I | 0 | 600 |
| Tb II | +1 | 154 |
| Tb III | +2 | 125 |
| Tb IV | +3 | 26 |
| Tb V | +4 | 2 |
| Tb VI | +5 | 2 |
| Tb VII | +6 | 2 |
| Tb VIII | +7 | 2 |
| Tb IX | +8 | 2 |
| Tb X | +9 | 2 |
Ионные радиусы
| Заряд | Координация | Спин | Радиус |
|---|---|---|---|
| +3 | 6 | N/A | 92.30000000000001 пм |
| +3 | 7 | N/A | 98 пм |
| +3 | 8 | N/A | 104 пм |
| +3 | 9 | N/A | 109.5 пм |
| +4 | 6 | N/A | 76 пм |
| +4 | 8 | N/A | 88 пм |
Соединения
Изотопы (1)
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада | Режим распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 159 Стабильный | 158,9253547 ± 0,0000019 | 100.0000% | Стабильный | stable |
Расширенные свойства
Ковалентные радиусы (расш.)
- Ковалентный радиус (Пюккё)
- Ковалентный радиус (Пюккё, двойная связь)
Радиусы Ван-дер-Ваальса
- Alvarez
- UFF
- MM3
Атомные и металлические радиусы
- Атомный радиус (Рам)
Шкалы нумерации
- Mendeleev
- Pettifor
- Glawe
Шкалы электроотрицательности
- Ghosh
- Miedema
- Gunnarsson–Lundqvist
- Robles–Bartolotti
Поляризуемость и дисперсия
- Дипольная поляризуемость
- Дипольная поляризуемость (погр.)
- C₆ (Gould–Bučko)
Параметры Мидемы
- Молярный объём Мидемы
- Электронная плотность Мидемы
Риск поставок и экономика
- Концентрация производства
- Относительный риск поставок
- Распределение запасов
- Политическая стабильность (топ-производитель)
- Политическая стабильность (топ-запасы)
Фазовые переходы и аллотропы
| Температура плавления | 1632.15 K |
| Температура кипения | 3503.15 K |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Константы экранирования (13)
| n | Орбиталь | σ |
|---|---|---|
| 1 | s | 1.2739 |
| 2 | p | 4.3076 |
| 2 | s | 17.0278 |
| 3 | d | 13.7015 |
| 3 | p | 19.9853 |
| 3 | s | 20.4485 |
| 4 | d | 34.69 |
| 4 | f | 39.1352 |
| 4 | p | 31.6012 |
| 4 | s | 30.98 |
Детализация кристаллических радиусов (6)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Источник |
|---|---|---|---|---|
| 3 | VI | 106.3 | from r^3 vs V plots, | |
| 3 | VII | 112 | estimated, | |
| 3 | VIII | 118 | from r^3 vs V plots, | |
| 3 | IX | 123.5 | from r^3 vs V plots, | |
| 4 | VI | 90 | from r^3 vs V plots, | |
| 4 | VIII | 102 |
Режимы распада изотопов (63)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 135 | p | 100% |
| 135 | B+ | — |
| 136 | B+ | — |
| 136 | B+p | — |
| 137 | p | — |
| 137 | B+ | — |
| 138 | B+ | — |
| 138 | B+p | — |
| 138 | p | 0% |
| 139 | B+ | 100% |
Факторы рассеяния X‑лучей (514)
| Энергия (eV) | f₁ | f₂ |
|---|---|---|
| 10 | — | 0.15974 |
| 10.1617 | — | 0.16625 |
| 10.3261 | — | 0.17301 |
| 10.4931 | — | 0.18005 |
| 10.6628 | — | 0.18738 |
| 10.8353 | — | 0.19501 |
| 11.0106 | — | 0.20295 |
| 11.1886 | — | 0.21121 |
| 11.3696 | — | 0.21981 |
| 11.5535 | — | 0.22823 |
Дополнительные данные
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
1.2 milligrams per kilogram
Источники (1)
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
1.4×10-7 milligrams per liter
Источники (1)
Production
Production of this element (from raw materials or other compounds containing the element).
Terbium has been isolated only in recent years with the development of ion-exchange techniques for separating the rare-earth elements. As with other rare earth metals, it can be produced by reducing the anhydrous chloride or fluoride with calcium metal in a tantalum crucible. Calcium and tantalum impurities can be removed by vacuum remelting. Other methods of isolation are possible.
Источники (1)
- [6] Terbium https://periodic.lanl.gov/65.shtml
Источники
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Terbium.
The element property data was retrieved from publications.