Terbium

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Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Terbium, Tb, 65
Elementkategorie
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
1. Ionisierungsenergie 565,8
2. Ionisierungsenergie 1110
3. Ionisierungsenergie 2114
4. Ionisierungsenergie 3839
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Kristallstruktur Hexagonal
Dichte 8,219 g/cm3
Schmelzpunkt 1629 K (1356 °C)
Siedepunkt 3503 (3230 °C)
Molares Volumen 19,3 · 10-6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie 330,9
Schmelzenthalpie 10,8 kJ·mol−1
Schallgeschwindigkeit 2620 m·s−1 bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 180 J·kg−1·K−1
Austrittsarbeit 3,0
Elektrische Leitfähigkeit 0,889 · 106 S·m−1
Wärmeleitfähigkeit 11,1 W·m−1·K−1
Chemisch
Oxidationszustände 4, 3
Elektronegativität 1,2 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA 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
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
  Spin-
Quanten-
zahl I 		γ in
rad·T−1·s−1 		Er (1H) fL bei
B = 4,7 T
in MHz
159Tb 3/2 6,067 · 107 0,0583 45,4
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung{{{GHS-Piktogramme}}}
H- und P-Sätze H: {{{H}}}
EUH: {{{EUH}}}
P: {{{P}}}
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.

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

Terbium

Das silbergraue Metall der seltenen Erden ist duktil und schmiedbar. Bei Temperaturen oberhalb 1315 °C wandelt sich α-Terbium (hcp-Gefüge) in β-Terbium umReferenzfehler: Ungültiger Parameter in <ref>.. In Luft ist Terbium relativ beständig, es überzieht sich mit einer Oxidschicht. In der Flamme verbrennt es zum braunem Terbium(III,IV)-oxid (Tb4O7). 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 Zirconium(IV)-oxid dient es zur Gefügestabilisierung in Hochtemperatur-Brennstoffzellen. Das Oxid wird dem grünen Leuchtstoff 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

Einzelnachweise


Weblinks

Wiktionary: Terbium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Commons: Terbium – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
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