Terbiostruktur, egenskaper, användningar, erhållning

han terbium Det är ett element som tillhör Lantanids -gruppen, av de så kallade sällsynta jordarna och vars kemiska symbol är TB. Den har ett atomantal på 65 och ett överflöd i 1.2 ppm. Det är inte isolerat, men att vara en del av flera mineraler, inklusive Monacita och Bastnäsita.

Terbio upptäcktes 1843 av den svenska kemisten Carl Gustav Mosander, i Gadolinita Mineral. Mosender behandlade Itum med ammoniumhydroxid, en oxid av metallen, och hittades som föroreningar två okända ämnen, som han kallade Erbia och Terbia: ämnen som innehåller metallerna Erbio och terbio.

Metalliskt terbioprov. Källa: Hi-reser Bilder av kemiska element, CC av 3.0, via Wikimedia Commons

Namnet på terbio beror, som det i Ititrium, till den svenska byn Ytterby, där de mineralogiska proverna fortsatte. Det händer ofta att 'terbio' lätt förvirras av 'erbio' och 'iterbio'.

Terbio har flera tillämpningar på grund av dess magnetiska och fluorescensegenskaper. Det bildar dess föreningar med oxidationstillståndet +3, men i vissa fall använder det oxidationstillståndet +4. Den har totalt 38 isotoper, varav den enda stallen är ¹⁵⁹Tb.

[TOC]

Terbiostruktur

Terbio bildar kristaller med kompakta hexagonala strukturer (HCP) vid rumstemperatur, som kallas a -fasen. När dessa kristaller värmer upp till 1289 ºC, lider de en övergång till den kubiska strukturen centrerad i kroppen (BCC), känd som ß -fasen.

Elektronisk konfiguration

Elektronisk terbio -inställning

Terbio har följande elektroniska konfiguration:

[Xe] 4f⁹ 6s²

Att ha 9 elektroner i sina 4F -orbitaler, och som den nionde medlemmen i Lanthanides, sa att elektronisk konfiguration inte presenterar någon oregelbundenhet mot fyllningsordern som indikeras av Aufbau -principen.

Terbioegenskaper

Fysiskt utseende

Silvervit fast metall. Det är formbart, duktil, resistent mot effekter. Dess tb -katjon³⁺ Det är fluorescerande och avger ett starkt grönt ljus. Emellertid är dess fluorescens endast synlig i fast tillstånd.

Atomnummer

65

Molmassa

158.925 g/mol

Smältpunkt

1356 ºC

Kokpunkt

3123 ºC

Densitet

8.25 g/cm³

Fusionsvärme

10.15 kJ/mol

Det kan tjäna dig: Biodiesel: Historia, egenskaper, typer, fördelar, nackdelar

Förångningsvärme

391 kJ/mol

Molorisk kapacitet

28.91 kJ/mol

Oxidationstillstånd

Liksom de andra lantaniderna är dess huvudsakliga oxidationstillstånd +3 (TB³⁺), men du kan också presentera oxidationstillståndet +4 (TB⁴⁺). Till exempel i TBO -föreningar₂ och tbf₄ Terbio uppfyller ett oxidationstillstånd på +4.

Elektronnegativitet

1.2 på Pauling -skalan.

Joniseringsenergier

Första: 565.8 kJ/mol

Andra: 1110 kJ/mol

Tredje: 2114 kJ/mol

Magnetisk ordning

Vid rumstemperatur är det en paramagnetisk metall som kan samlas med en neodymmagnet. Men vid en temperatur av 230 K (-43 ºC) blir den antiferromagnetisk och förvandlas till ferromagnetisk vid temperaturer under 219 K.

Reaktivitet

Terbio är stabil i luften, inklusive höga temperaturer, på grund av närvaron av en mörkbrun oxid som täcker den.

Denna metall kan bilda tre oxider: TB₂ANTINGEN₃, Vit och dammigt, som är den vanliga formen av oxiderna som presenteras av lantaniderna; Tbo₂, används av oxidation +4 och genereras från atomiskt syre; och TB₄ANTINGEN₇, En mörkbrun oxid presenterad av oxidationstillstånd +3 och +4.

Terbio reagerar med vatten som bildar en hydroxid och släpper vätgas. Det attackeras också av utspädda syror som bildar salter och släpper vätgas.

Terbio reagerar med svavelsyra och erhåller TB₂(SW₄)₃. Detta salt kan avge grön fluorescens. Terbio kombineras med alla halogener genom dess oxidationstillstånd +3 (TBF₃, Tbcl₃, etc.).

Ansökningar

Fluorescens

Terbioföreningar (iii) kännetecknas av deras gröna fluorescens genom att absorbera UV -strålning. Källa: Leiem, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Terbio används som grön fosfor i trikromatiska belysningsapplikationer och i färg -tv -rör. Terbio producerar den gröna färgen på BlackBerry -mobiltelefoner, eller på andra högupplösta skärmar.

Tb -joner³⁺ De används för att visa närvaron av mikrober och applicera terbisk klorid på provet som ska undersökas, vilket sedan upplystes med ultraviolett ljus. Detta får levande endosporer att lysa med en grön färg.

Kan tjäna dig: molära lösningar: koncept, förberedelser, exempel

Terbio (tb³⁺), Europio (EU³⁺) och Tulio (TM³⁺) De används för att upptäcka förfalskningen av eurobiljetter, eftersom när biljetterna med ultraviolett ljus är upplysta, de producerar grön fluorescens av terbio, en röd av Europium och en annan blå av tyllen.

Legeringar

En legering av terbio-hierro används vid konstruktion av metallfilmer för magneto-postregistrering av data.

En annan legering av Neodymium-terbio-disproio används för tillverkning av magneter, som kan bevara deras magnetism vid höga temperaturer. Dessa typer av magneter används i elektriska elmotorer, där höga temperaturer produceras.

Terfenolen är en legering av term. Denna legering används i "Soundbug" -högtalarna, som gör att vi kan använda ett bord eller skrivbord som högtalare. Dessutom används denna legering i magnetiskt kontrollerade aktivatorer, ljudsystem och trycksensorer.

Andra användningsområden

Terbio används för att dopar kalciumfluorid, kalcium volframstat och strontium molybdate, föreningar som används i fast tillstånd och fiberoptiska enheter. Terbio används också i lampor med låg konsumtion och kvicksilverlampor.

Terbio har använts för förbättring av röntgenförhållanden, eftersom det genom att förbättra dess upplösning gör det möjligt att reduceras till dem till dem.

Tillsammans med gadolinio har Terbio använts för konstruktion av ett tvåstegs testmagnetkylskåp: gadolinium som ett högtemperaturstadium och terbio som ett lågtemperatursteg.

Erhållande

Råmaterial

Terbio har ett överflöd på 1.2 ppm i jordens cortex, som är ett element som inte är i fri form. Det finns i Monacita, Xenotima, Bastnäsita och Euxenita mineraler, den senare är en oxid som innehåller 1% terbio.

Separation

Terbio är kommersiellt extraherad från monaciten och bastnäsiten genom en initial krossning av dessa mineraler, följt av en behandling med svavelsyra och en pH -justering av pH för lösningen med natriumhydroxid till ett pH mellan 3 och 4. Detta ger separationen av thorium.

Det kan tjäna dig: láurinsyra: struktur, egenskaper, användningar, fördelar, effekter

Sedan behandlas lösningen med ammoniumoxalat för efterföljande bildning av sällsynta jordaroxider. Därefter upplöstes oxider i salpetersyra, som producerar separationen av cerio. Terbio separeras som ett dubbel saltnitratsalt genom kristallisation.

Den mest effektiva metoden för att separera terbiosalter är genom jonbyteskromatografi. Sällsynta jordjoner absorberas i ett adekvat jonbytesharts genom att interaktion med väte, ammonium eller metalljoner som finns i det.

Sällsynta jordar är separerade från hartset genom dess tvätt med hjälp av ett adekvat medel för varje specifik metall.

Produktion

Separerade jonerna av termiska mineralerna, deras klorider eller fluorider reagerar med metallkalcium i en tantaliosmältning, en metallotermisk reduktion som inträffar. Kalcium- och tantaliumföroreningar elimineras genom att tillämpa en vakuumdestillation.

Å andra sidan kan terbio också erhållas genom elektrolys av termisk oxid i smält kalciumklorid.

Isotoper

Terbio har totalt 38 isotoper, mellan ¹³⁵Tb och ¹⁷²Tb, av vilken den enda stabila isotopen är ¹⁵⁹Tb; som motsvarar nästan 100% av terbio som erhållits från jordskorpan. Resten av isotoperna av termiska är radioaktiva.

De flesta radioaktiva isotoper av termiska är sändare av ß -partiklar^- eller β⁺. Den genomsnittliga livstiden för de flesta av dem är mycket kort och belyser ¹³⁸TB med en halv -Nanoseconds halva livet. Under tiden är det mest halva livet isotoper: ¹⁵⁸TB (58 år) och ¹⁵⁷TB (71 år).

Referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (fjärde upplagan). MC Graw Hill.
2. Doktor. Doug Stewart. (2020). Terbiumelement fakta. Återhämtat sig från: Chemicool.com
3. Redaktörerna för Enyclopaedia Britannica. (2020). Terbium. Återhämtat sig från: Britannica.com
4. Wikipedia. (2020). Terbium. Hämtad från: i.Wikipedia.org
5. Nationellt centrum för bioteknikinformation. (2020). Terbium. PubChem Element Summary for AtomicNumer 65. Återhämtat sig från: pubchem.Ncbi.Nlm.Nih.Gov
6. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (28 augusti 2020). Terbiumfakta - TB eller atomnummer 65. Återhämtat sig från: tankco.com
7. Royal Society of Chemistry. (2020). Terbium. Återhämtat sig från: rsc.org
8. Lentech B.V. (2020). Terbium. Återhämtat sig från: Lentech.com
9. Levande vetenskapspersonal. (17 juli 2013). Fakta om terbium. Återhämtat sig från: Livescience.com