Terbium

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Terbium
Terbium
Atomové číslo 65
Relativní atomová hmotnost 158,92535(2)
Elektronová konfigurace [Xe] 4f9 6s2
Skupenství Pevné
Teplota tání 1356 °C, (1629 K)
Teplota varu 3230 °C, (3505 K)
Elektronegativita (Pauling) 1,2
Hustota 8,23 g/cm3
Hustota při teplotě tání 7,65 g/cm3
Registrační číslo CAS 7440-27-9
Vzhled
Terbium
Atomový poloměr 1,75 Å (175 pm)
Výparné teplo 293 kJ/mol
Skupenské teplo tání 10,15 kJ/mol
Tepelná kapacita 28,91 J.mol-1.K-1
Ionisační energie Tb→Tb+ 565,8 kJ/mol
Ionisační energie Tb+→Tb2+ 1110 kJ/mol
Ionisační energie Tb2+→Tb3+ 2114 kJ/mol

Terbium, chemická značka Tb, (lat. Terbium) je měkký stříbřitě bílý, přechodný kovový prvek, devátý člen skupiny lanthanoidů. Nachází využití při výrobě speciálních slitin pro elektroniku a barevných luminoforů pro televizní obrazovky.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Terbium je stříbřitě bílý, měkký přechodný kov.

Chemicky je terbium méně reaktivní než předchozí prvky ze skupiny lanthanoidů. Na suchém vzduchu je prakticky stálé, ve vlhkém prostředí se pomalu pokrývá vrstvičkou oxidu. S vodou reaguje terbium velmi pozvolna za vzniku plynného vodíku, ale snadno se rozpouští v běžných minerálních kyselinách.

Ve sloučeninách se vyskytuje především v mocenství Tb+3, soli Tb+4 jsou nestálé a existují jen za extrémních podmínek. Soli Tb+3 vykazují vlastnosti podobné sloučeninám hliníku a ostatních lanthanoidů. Všechny tyto prvky tvoří například vysoce stabilní oxidy, které nereagují s vodou a jen velmi obtížně se redukují. Ze solí anorganických kyselin jsou důležité především fluoridy a fosforečnany, jejich nerozpustnost ve vodě se používá k separaci lanthanoidů od jiných kovových iontů. Terbité soli mají obvykle narůžovělou barvu.

Terbium objevil roku 1843 švédský chemik Carl Gustaf Mosander jako nečistotu ve zkoumaném oxidu yttritém. Jméno dostalo terbium podle vesnice Ytterby, švédské vesnice, poblíž které bylo poprvé nalezeno. Od ní je odvozen i název pro ytterbium, yttrium a erbium.

Výskyt a výroba[editovat | editovat zdroj]

Terbium je v zemské kůře obsaženo v koncentraci přibližně 0,9 mg/kg, o jeho obsahu v mořské vodě údaje chybí. Ve vesmíru připadá jeden atom terbia na 600 miliard atomů vodíku.

V přírodě se terbium vyskytuje pouze ve formě sloučenin. Neexistují však ani minerály, v nichž by se některé lanthanoidy (prvky vzácných zemin) vyskytovaly samostatně, ale vždy se jedná o minerály směsné, které obsahují prakticky všechny prvky této skupiny. Mezi nejznámější patří monazity (Ce, La, Th, Nd, Y)PO4, chemicky fosforečnany lanthanoidů, dále bastnäsity (Ce, La, Y)CO3F– směsné flourouhličitany prvků vzácných zemin a např. minerál euxenit (Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6.

Velká ložiska těchto rud se nalézají ve Skandinávii, USA, Číně a Vietnamu. Významným zdrojem jsou i fosfátové suroviny – apatity z poloostrova Kola v Rusku.

Vzhledem k omezené dostupnosti hrozí v nejbližších letech kritický nedostatek zdrojů prvku pro technologické využití.[1]

Při průmyslové výrobě prvků vzácných se jejich rudy nejprve louží směsí kyseliny sírové a chlorovodíkové a ze vzniklého roztoku solí se přídavkem hydroxidu sodného vysráží hydroxidy.

Separace jednotlivých prvků se provádí řadou různých postupů – kapalinovou extrakcí, za použití ionexových kolon nebo selektivním srážením nerozpustných komplexních solí.

Příprava čistého kovu se obvykle provádí redukcí oxidu terbia Tb2O3 elementárním vápníkem.

Tb2O3 + 3 Ca → 2 Tb + 3 CaO

Použití a sloučeniny[editovat | editovat zdroj]

Podobně jako europium, slouží i terbium jako luminofor v obrazovkách barevných televizorů. Materiály aktivované terbiem vykazují emisi záření v zelené až žlutozelené oblasti viditelného spektra.

V rentgenologii se používají speciální fólie, které vykazují zvýšenou emisi světla v určité oblasti spektra. Např. modře emitující fólie na bázi vzácných zemin – oxid-bromid lanthanitý (LaOBr) aktivované terbiem pro použití s modrocitlivými filmy nebo zeleně emitující fólie - dioxid-sulfid gadolinitý (Gd2O2S) aktivovaný terbiem pro použití se zelenocitlivými filmy.

V současné době je terbium společně s gadoliniem základní součástí magnetooptických záznamových médií, která slouží k uchovávání dat po aktivaci záznamové vrstvy zvýšenou teplotou vyvolanou laserovým paprskem. Nosným materiálem pro aktivní prvky vzácných zemin jsou slitiny železa a kobaltu. Při načtení dat za přesně definované zvýšené teploty záznamového média (200–300 °C) je záznam za normální teploty prakticky neomezeně stabilní.

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
  • Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
  • Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
  • N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9
  1. (anglicky) Energy Department Releases New Critical Materials Strategy, 15. prosinec 2010

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

  • Slovníkové heslo terbium ve Wikislovníku

Kategorie Terbium ve Wikimedia Commons



Periodická tabulka chemických prvků
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
H (přehled) He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
 
*Lanthanoidy  La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
**Aktinoidy  Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
 
Skupiny prvků: Kovy · Nekovy · Polokovy | Blok s · Blok p · Blok d · Blok f