Terbio -rakenne, ominaisuudet, käytöt, hankkiminen

Hän terbiumi Se on elementti, joka kuuluu Lantanids -ryhmään, SO -nimikkeistä harvinaisista maamyyreistä ja jonka kemiallinen symboli on TB. Sen atomismäärä on 65 ja runsaasti 1.2 ppm. Se ei ole erikseen, mutta se on osa useita mineraaleja, mukaan lukien Monacita ja Bastnäsita.

Terbio löysi vuonna 1843 ruotsalainen kemisti Carl Gustav Mosander, Gadolinita -mineraalissa. Mosender käsitteli ITUM: ää ammoniumhydroksidilla, metallin oksidilla ja löydettiin epäpuhtauksina kahta tuntematonta ainetta, joita hän kutsui Erbiaksi ja terbiaksi: aineet, jotka sisältävät vastaavasti metallit Erbio ja Terbio.

Metallinen terbionäyte. Lähde: Hi-res-kuvat kemiallisista elementeistä, CC 3: lla.0, Wikimedia Commons

Terbion nimi johtuu kuin ititirium, Ruotsin Ytterbyn kylään, missä mineralogiset näytteet jatkoivat. Usein tapahtuu, että 'terbio' sekoittaa helposti 'erbio' ja 'iterbio'.

Terbiolla on useita sovelluksia sen magneettisten ja fluoresenssiominaisuuksien vuoksi. Se muodostaa yhdisteet hapetustilan +3 kanssa, mutta joissain tapauksissa se käyttää hapetustilaa +4. Sillä on yhteensä 38 isotooppia, joista ainoa vakaa on ¹⁵⁹Tb.

[TOC]

Terbiorakenne

Terbio muodostaa kiteitä kompakteilla kuusikulmaisilla rakenteilla (HCP) huoneenlämpötilassa, joka tunnetaan nimellä a -faasi. Kun nämä kiteet kuumenevat arvoon 1289 ºC, ne kärsivät siirtymästä kehoon keskittyvään kuutiorakenteeseen (BCC), joka tunnetaan nimellä β -faasi.

Elektroninen kokoonpano

Elektroninen terbio -asetus

Terbiossa on seuraava elektroninen kokoonpano:

[Xe] 4f⁹ 6s²

Koska 4F -kiertoradalla on 9 elektronia ja koska se on Lanhanidesin yhdeksäs jäsen, sanottu sähköinen kokoonpano ei ole epäsäännöllisyyttä Aufbau -periaatteen osoittamaa täyttömääräystä vastaan.

Terbio -ominaisuudet

Fyysinen ulkonäkö

Hopeavalkoinen kiinteä metalli. Se on muokattavissa, taipuisa, vastustuskykyinen iskuille. Sen tuumiskationi³⁺ Se on fluoresoiva ja säteilee kirkkaan vihreää valoa. Sen fluoresenssi on kuitenkin näkyvissä vain kiinteässä tilassa.

Atominumero

65

Moolimassa

158.925 g/mol

Sulamispiste

1356 ºC

Kiehumispiste

3123 ºC

Tiheys

8.25 g/cm³

Sulamislämpö

10.15 kJ/mol

Se voi palvella sinua: Biodiesel: Historia, ominaisuudet, tyypit, edut, haitat

Höyrystyslämpö

391 kJ/mol

Molaarinen kalorikapasiteetti

28.91 kJ/mol

Hapetustilat

Kuten muutkin lantanidit, sen tärkein hapettumistila on +3 (TB³⁺), mutta voit myös esitellä hapetustilan +4 (TB⁴⁺-A. Esimerkiksi TBO -yhdisteissä₂ ja TBF₄ Terbio kohtaa +4 hapettumistilan.

Elektronegatiivisuus

1.2 Pauling -asteikolla.

Ionisaatioenergiat

Ensimmäinen: 565.8 kJ/mol

Toinen: 1110 kJ/mol

Kolmas: 2114 kJ/mol

Magneettinen järjestys

Huoneen lämpötilassa se on paramagneettinen metalli, joka voidaan kerätä neodyymimagneettilla. Mutta lämpötilassa 230 K (-43 ºC) siitä tulee antiferromagneettinen, muuttuu ferromagneettiksi alle 219 K: n lämpötiloissa.

Reaktiivisuus

Terbio on vakaa ilmassa, mukaan lukien korkeat lämpötilat, johtuen sitä peittävän tummanruskean oksidin läsnäolosta.

Tämä metalli pystyy muodostamaan kolme oksidia: TB₂JOMPIKUMPI₃, Valkoinen ja pölyinen, koska ne ovat lantanidien esittämien oksidien yleinen muoto; Tbo₂, käyttää hapettumista +4 ja se syntyy atomishappesta; ja tuberkuloos₄JOMPIKUMPI₇, Hapetustilat +3 ja +4 esitetyt tummanruskeat oksidit.

Terbio reagoi veden kanssa, joka muodostaa hydroksidin ja vapauttaa vetykaasua. Sitä hyökkäävät myös laimennetut hapot, jotka muodostavat suoloja ja vapauttavat vetykaasua.

Terbio reagoi rikkihapon kanssa, saadaan TB₂(SW₄-A₃. Tämä suola pystyy lähettämään vihreää fluoresenssia. Terbio yhdistetään kaikkiin halogeeneihin sen hapetustilan +3 kautta (TBF₃, Tbcl₃, jne.-A.

Sovellukset

Fluoresenssi

Terbioyhdisteille (III) on ominaista niiden vihreä fluoresenssi absorboimalla UV -säteily. Lähde: Leiem, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Terbioa käytetään vihreänä fosforina trikromaattisissa valaistussovelluksissa ja väri -televisioputkissa. Terbio tuottaa BlackBerry -matkapuhelimien vihreän värin tai muilla teräväpiirtonäytöillä.

TB -ionit³⁺ Niitä käytetään osoittamaan mikrobien esiintymistä, levittämällä terbialaista kloridia tutkittavaan näytteeseen, joka sitten valaistetaan ultraviolettivalaisimella. Tämä aiheuttaa elävien endosporien loistavan vihreällä värillä.

Voi palvella sinua: molaariset ratkaisut: konsepti, valmistelu, esimerkit

Terbio (TB³⁺), Europio (EU³⁺) ja Tulio (TM³⁺;.

Seokset

Terbio-Hierron seosta käytetään metallikalvojen rakentamisessa datan magneto-postic-rekisteröintiä varten.

MAGNEETTIEN VALMISTUMISESSA käytetään toista neodyymi-terbio-disprosio-seosta, joka pystyy säilyttämään niiden magneettisuuden korkeissa lämpötiloissa. Tämän tyyppisiä magneetteja käytetään sähkömoottoreissa, joissa korkeita lämpötiloja valmistetaan.

Terfenoli on lämpöä. Tätä seosta käytetään “Soundbug” -kaiuttimissa, joiden avulla voimme käyttää pöytää tai työpöytää kaiuttimina. Lisäksi tätä seosta käytetään magneettisesti ohjattavissa aktivaattoreissa, äänijärjestelmissä ja paineantureissa.

Muut käyttötarkoitukset

Terbioa käytetään kalsiumfluoridin, kalsiumvoimien ja strontium -molybdaatin, yhdisteiden, joita käytetään kiinteiden ja kuituoptisissa laitteissa. Terbioa käytetään myös alhaisissa kulutuslamppuissa ja elohopeavalaisimissa.

Terbioa on käytetty X -Gray -turvallisuuden parantamiseen, koska parantamalla sen resoluutiota sallii altistusajan lyhentämisen niihin.

Yhdessä Gadolinion kanssa terbioa on käytetty kahden aseman testin magneettisen jääkaapin rakentamiseen: gadolinium korkean lämpötilan vaiheena ja terbio matalan lämpötilan vaiheena.

Saada

Raaka materiaali

Terbion on runsaasti 1.2 ppm maan aivokuoressa, koska se on elementti, joka ei ole vapaassa muodossa. Se on läsnä Monacita-, Xenotima-, Bastnäsita- ja Euxenita -mineraaleissa, jälkimmäinen on oksidi, joka sisältää 1% terbioa.

Erottaminen

Terbio uutetaan kaupallisesti monasiitista ja bastnesiteistä näiden mineraalien alkuperäisellä murskauksella, mitä seurasi käsittely rikkihapolla ja liuoksen pH: n pH: n säätö natriumhydroksidilla pH: ksi välillä 3 - 4. Tämä tuottaa toriumin eron.

Se voi palvella sinua: Láuriinihappo: rakenne, ominaisuudet, käytöt, edut, vaikutukset

Sitten liuos käsitellä. Myöhemmin oksidit liuotetaan typpihappoon, joka tuottaa serion erotuksen. Terbio on erotettu kaksoissuolan nitraattisuolana kiteyttämällä.

Tehokkain menetelmä terbiosuolojen erottamiseksi on ioninvaihtokromatografian kautta. Harvinaiset maametallit imevät riittävässä ioninvaihtohartsissa vuorovaikutuksella vety-, ammonium- tai metalli -ionien kanssa.

Harvinaiset maametallit erotetaan hartsista pesun kautta käyttämällä riittävää ainetta jokaiselle tietylle metallille.

Tuotanto

Erotettuna lämpöä, mineraalit, niiden kloridit tai fluoridit reagoivat metallikalsiumin kanssa taantalio -sulamisessa, metalliterminen pelkistys. Kalsium- ja tantalium -epäpuhtaudet eliminoidaan soveltamalla tyhjiötislausta.

Toisaalta terbio voidaan saada myös lämpöoksidin elektrolyysillä sulaan kalsiumkloridissa.

Isotoopit

Terbiossa on yhteensä 38 isotoopia ¹³⁵TB ja ¹⁷²TB, joista ainoa vakaa isotooppi on ¹⁵⁹TB; joka vastaa melkein 100%: n terbiosta saatujen terbioiden kanssa. Loput lämpöä ovat radioaktiivisia.

Suurin osa lämpöä radioaktiivisista isotoopeista on β -hiukkasten päästöjä^- tai β⁺. Useimpien keskimääräinen käyttöaika on hyvin lyhyt, korostaen ¹³⁸TB, jolla on puoli -nanosekuntia puoliksi. Sillä välin sen puolen puolen isotoopit ovat: ¹⁵⁸TB (58 vuotta) ja ¹⁵⁷TB (71 vuotta).

Viitteet

1. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). MC Graw Hill.
2. DR. Doug Stewart. (2020). Terbium -elementti tosiasiat. Toipunut: Chemicool.com
3. Enyclopaedia Britannica -toimittajat. (2020). Terbiumi. Toipunut: Britannica.com
4. Wikipedia. (2020). Terbiumi. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
5. Kansallinen bioteknologiatietojen keskus. (2020). Terbiumi. Pubchem -elementin yhteenveto Atomicnumerille 65. Toipunut: Pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus
6. Helmestine, Anne Marie, PH.D -d. (28. elokuuta 2020). Terbiumtiedot - TB tai Atomisnumero 65. Toipunut: Admingco.com
7. Kuninkaallinen kemian yhdistys. (2020). Terbiumi. Palautettu: RSC.org
8. Lentech b.V. (2020). Terbiumi. Toipunut: lentech.com
9. Live -tiedehenkilöstö. (17. heinäkuuta 2013). Fakia terbiumista. Toipunut: LivesCience.com