Terbium
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| Eigenschaften | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Allgemein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Terbium, Tb, 65 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie | Lanthanoide | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | La, 6, f | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | silbrig weiß | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS-Nummer | 7440-27-9 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atommasse | 158,92534 u | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 175 (225) pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Xe]4f96s2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronen pro Energieniveau | 2, 8, 18, 27, 8, 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Austrittsarbeit | 3,0 eV | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 565,8 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 1110 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 2114 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 3839 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | fest | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | Hexagonal | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte | 8,219 g/cm3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 1629 K (1356 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 3503 K (3230 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 19,3 · 10-6 m3/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungswärme | 330,9 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzwärme | 10,8 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 2620 m/s bei 293,15 K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 180 J/(kg · K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 0,889 · 106 S/m | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 11,1W/(m · K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände | 4, 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxide (Basizität) | (schwach basisch) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Normalpotential | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 1,2 (Pauling-Skala) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotope | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| NMR-Eigenschaften | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. |
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Terbium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Tb und der Ordnungszahl 65.
Inhaltsverzeichnis[Verbergen] |
[Bearbeiten] Geschichte
Die Entdeckung des Elementes Terbium ist sehr verworren und bis heute nicht geklärt. Allgemein sieht man Carl Gustav Mosander als Entdecker an, der Anfang der 1840er die von Johan Gadolin entdeckte Yttererde untersuchte. Die vermeintlich reine Terbium-Verbindung war aber eine Mischung mehrerer Lanthanide (Bunsen).
Reines Terbium wurde erst mit Aufkommen der Ionenaustauschtechnik nach 1945 hergestellt.
Aus dem Namen der schwedischen Grube Ytterby leitete Mosander die Elementbezeichnung ab.
[Bearbeiten] Vorkommen
Terbium kommt in der Natur nur in Verbindungen vor. Bekannte terbiumhaltige Minerale sind :
- Cerit
- Monazit (Ce,LaTh,Nd,Y)PO4 mit einem Tb-Gehalt von max. 0,03 %
- Gadolinit (Vorkommen bei Ytterby sind erschöpft)
- Xenotim (YPO4)
- Euxenit (Y,Ca,Er,La,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6 mit einem Tb-Gehalt von max. 1 %
[Bearbeiten] Gewinnung und Darstellung
Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Terbiumbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Terbiumfluorid umgesetzt. Anschließend wird mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum Terbium reduziert. Die Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgt in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.
[Bearbeiten] Eigenschaften
Das silbergraue Metall der seltenen Erden ist duktil und schmiedbar. Mit dem Messer kann es geschnitten werden. Bei Temperaturen oberhalb 1298 °C wandelt sich α-Terbium (hcp-Gefüge) in β-Terbium um. In Luft ist Terbium relativ beständig, es überzieht sich mit einer Oxidschicht. Bei Temperaturen oberhalb von 150 °C verbrennt es zum Terbiumdioxid (TbO2). Mit Wasser reagiert es unter Wasserstoffentwicklung zum Hydroxid.
[Bearbeiten] Verwendung
Terbium wird zum Dotieren von Calciumfluorid, Calciumwolframat und Strontiummolybdat zur Verwendung in Halbleitern (solid-state devices) verwendet. Zusammen mit Zirkonoxid dient es zur Gefügestabilisierung in Hochtemperatur-Brennstoffzellen. Das Oxid wird dem grünen Leuchstoff in Bildröhren und Fluoreszenzlampen zugesetzt. Natriumterbiumborat dient als Lasermaterial zur Erzeugung von kohärentem Licht mit einer Wellenlänge von 546 nm.
Terbium-Eisen-Cobalt- oder Terbium-Gadolinium-Eisen-Cobalt-Legierungen dienen als Beschichtung auf wiederbeschreibbaren magneto-optischen (MO) Disks. Terbium-Dysprosium-haltige Legierungen zeigen eine starke Magnetostriktion (Längenänderung durch ein Magnetfeld oder magnetische Impulse bei Längenänderung). Solche Legierungen werden in der Materialprüftechnik eingesetzt.
In Neodym-Eisen-Bor-Magneten erhöhen sie die Koerzitivität.
[Bearbeiten] Sicherheitshinweise
Terbium und Terbiumverbindungen sind als gering toxisch zu betrachten. Das Element hat keine biologische Bedeutung für den menschlichen Organismus. Terbiummetallstäube sind wie fast alle Metallstäube feuer- und explosionsgefährlich.
[Bearbeiten] Verbindungen
- Terbiumoxid Tb4O7
- Terbium(III)-oxid Tb2O3
- Terbium(IV)-oxid TbO2
- Terbium(II)-fluorid TbF2
- Terbium(III)-fluorid TbF3
- Terbium(IV)-fluorid TbF4
- Terbium(III)-sulfat Tb2(SO4)3 · 8 H2O: farblose Kristalle die unter Anregung mit kurzwelliger UV-Strahlung gelbgrün fluoreszieren.
[Bearbeiten] Einzelnachweise
[Bearbeiten] Weblinks
- Los Alamos National Laboratory - Terbium (englisch)
- WebElements.com - Terbium (englisch)
- EnvironmentalChemistry.com - Terbium (englisch)
- It's Elemental - Terbium (englisch)
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