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Terbium



Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Terbium, Tb, 65
Serie Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block La, 6, f
Aussehen silbrig weiß
Massenanteil an der Erdhülle  ? %
Atomar
Atommasse 158,92534 u
Atomradius (berechnet) 175 (225) pm
Kovalenter Radius pm
Van-der-Waals-Radius 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
Modifikationen
Kristallstruktur Hexagonal
Dichte 8,219 g/cm3
Magnetismus
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
Dampfdruck

?

Schallgeschwindigkeit 2620 m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 180 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 0,889 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit 11,1 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände 4, 3
Oxide (Basizität) (schwach basisch)
Normalpotential
Elektronegativität 1,2 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
155Tb

{syn.}

5,32 d ε 0,821 155Gd
156Tb

{syn.}

5,35 d ε 2,444 156Gd
157Tb

{syn.}

71 a ε 0,060 157Gd
158Tb

{syn.}

180 a ε 1,220 158Gd
β 0,937 158Dy
159Tb

100 %

Stabil
160Tb

{syn.}

72,3 d β 1,835 160Dy
161Tb

{syn.}

6,88 d β 0,593 161Dy
NMR-Eigenschaften
  Spin γ in
rad·T−1·s−1
E fL bei
B = 4,7 T
in MHz
159Tb 3/2 6,067 · 107 0,0583 45,4
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung
R- und S-Sätze R: 36/37/38
S: 26-36
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.


Terbium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Tb und der Ordnungszahl 65.

Inhaltsverzeichnis

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.

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 %

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.

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.

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.

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.

Verbindungen

  • Terbiumoxid Tb4O7
  • Terbium(III)-oxid Tb2O3
  • Terbium(II)-fluorid TbF2
  • Terbium(III)-fluorid TbF3
  • Terbium(IV)-fluorid TbF4
 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Terbium aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
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