ТЕРБИЙ

Тербий

ТЕРБИЙ

    Введение

  • 1 История
  • 2 Происхождение названия
  • 3 Нахождение в природе
  • 4 Получение
  • 5 Применение
    • 5.1 Гигантский магнитострикционный эффект. Производство магнитострикционных сплавов
    • 5.2 Магнитные материалы
    • 5.3 Термоэлектрические материалы
    • 5.4 Лазерные материалы
    • 5.5 Люминофоры
    • 5.6 Гигантский магнитокалорический эффект
    • 5.7 Катализаторы
    • 5.8 Электроника
    • 5.9 Производство компьютеров
  • 6 Биологическая роль
  • Примечания

Те́рбий — химический элемент, относящийся к группе лантаноидов.

1. История

В 1843 г. впервые шведский химик К. Г. Мосандер разложил концентрат Y2O3 на иттриевый, тербиевый и эрбиевый оксиды. В начале XX века французский химик Ж. Урбен первым получил чистый тербий.

2. Происхождение названия

Наряду ещё с тремя химическими элементами (эрбий, иттербий, иттрий) получил название в честь села Иттербю, находящегося на острове Ресарё, входящем в Стокгольмский архипелаг.

3. Нахождение в природе

Подробнее по этой теме см.: Редкоземельные элементы.

Кларк тербия в земной коре (по Тэйлору) 4,3 г/т.

3.1. Месторождения

Тербий входит в состав лантаноидов, которые часто встечаются в США, Казахстане, России, Украине, Австралии, Бразилии, Индии, Скандинавии[2].

4. Получение

Выделяют тербий из смеси редкоземельных элементов методами ионной хроматографии или экстракции.

4.1. Цены

Цены на металлический тербий чистотой 99—99,99 % составляют около 266 евро за 10 г.

5. Применение

Тербий — весьма необычный металл из ряда лантаноидов и обладает значительным спектром уникальных физических характеристик, впрочем, как и ряд его сплавов и соединений. Тербий моноизотопный элемент (тербий-159).

5.1. Гигантский магнитострикционный эффект. Производство магнитострикционных сплавов

Сплав тербий-железо лучший магнитострикционный материал современной техники (особенно его монокристалл) и применяется для производства мощных приводов малых перемещений (например адаптивная оптика крупных телескопов-рефлекторов), источников звука огромной мощности, сверхмощных ультразвуковых излучателей, кроме того ряд соединений тербия так же обнаруживает гигантскую магнитострикцию и в этом отношении особый интерес представляет титанат тербия и в частности его монокристалл.

5.2. Магнитные материалы

Монокристаллический сплав тербий-кобальт при температурах близких к абсолютному нулю является самым мощным магнитотвердым материалом (408 кДж/метр), что более чем в 5—7 раз выше, нежели у сплава самарий-кобальт или железо-неодим-бор, и позволяет сделать вывод о том что у синтеза новых магнитотвердых материалов существуют большие резервы.

5.3. Термоэлектрические материалы

Теллурид тербия хороший термоэлектрический материал и при снижении цены на тербий может быть широко применен для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с 160—170 мкВ/К).

5.4. Лазерные материалы

Тербий галлиевый гранат (ТГГ) применяется в лазерной технике в качестве оптического изолятора и Фарадеевского вращателя.

5.5. Люминофоры

Вольфрамат тербия постоянно производится и потребляется в электронике в качестве люминофора. Применение в OLED- устройствах находят комплексные соединения тербия (наряду с европием и самарием).

Это связано с хорошими люминесцентными характеристиками — высокой интенсивностью люминесценции и малой полушириной линий спектра. Такие свойства объясняются запрещенностью переходов между термами f оболочки, экранированной вышележащими 5s и 5p оболочками.

Принцип действия таких супрамолекулярных фотофизических устройств (определение Ж. М. Лена) основан на эффекте антенны.

5.6. Гигантский магнитокалорический эффект

Сплавы тербия с гадолинием обнаруживают значительные характеристики для конструирования магнитных холодильников.

5.7. Катализаторы

Оксид тербия применяется в качестве высокоэффективного катализатора окисления.

5.8. Электроника

Фторид тербия совместно с фторидами церия и иттрия используется в микроэлектронике в качестве просветляющего покрытия на кремнии.

5.9. Производство компьютеров

В последние годы в производстве компьютеров особое значение приобрел феррит тербия.

Примечания

  1. Химическая энциклопедия: в 5-ти тт. / Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 531. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8
  2. Лантаноиды

скачать
Данный реферат составлен на основе статьи из русской Википедии. Синхронизация выполнена 12.07.11 01:15:03
Категории: Химические элементы, Лантаноиды.
Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareA.

Источник: http://wreferat.baza-referat.ru/%D0%A2%D0%B5%D1%80%D0%B1%D0%B8%D0%B9

Происхождение названия[ | ]

Наряду ещё с тремя химическими элементами (эрбий, иттербий, иттрий) получил название в честь села Иттербю, находящегося на острове Ресарё, входящем в Стокгольмский архипелаг.

Нахождение в природе[ | ]

Кларк тербия в земной коре (по Тэйлору) — 4,3 г/т.

Месторождения[ | ]

Тербий входит в состав лантаноидов, которые часто встречаются в Китае, США, Казахстане, России, Украине, Австралии, Бразилии, Индии, Скандинавии[4]. Значительны запасы в глубоководном месторождении редкоземельных минералов у тихоокеанского острова Минамитори в исключительной экономической зоне Японии[5].

Получение[ | ]

Выделяют тербий из смеси редкоземельных элементов методами ионной хроматографии или экстракции.

Цены[ | ]

Главным поставщиком редкоземельных элементов является Китай. Грамотно проводимая им ценовая политика привела к резкому повышению цен (в 5-10 раз) в 2010—2011 годах[6]. Цена за один килограмм металлического тербия достигала 4400$[7], к 2016 году цена снизилась до 1000$[8] за килограмм.

Цена на тербий, как и на прочие редкоземельные элементы, сильно зависит от степени очистки.

В 2013 году 1 грамм тербия чистоты 99,9 % можно было купить за 64 евро[9].

В России в 2014—2016 годах за металлический слиток весом 2 грамма и чистотой 99,9 % просили 150 евро[10].

Применение[ | ]

Тербий — весьма необычный металл из ряда лантаноидов и обладает значительным спектром уникальных физических характеристик, впрочем, как и ряд его сплавов и соединений. Тербий — моноизотопный элемент (стабилен только тербий-159).

Гигантский магнитострикционный эффект. Производство магнитострикционных сплавов[ | ]

Сплав тербий-железо — лучший магнитострикционный материал современной техники (особенно его монокристалл) — применяется для производства мощных приводов малых перемещений (например, адаптивная оптика крупных телескопов-рефлекторов), источников звука огромной мощности, сверхмощных ультразвуковых излучателей. Кроме того, ряд соединений тербия также обнаруживает гигантскую магнитострикцию, и в этом отношении особый интерес представляет и, в частности, его монокристалл.

Магнитные материалы[ | ]

Монокристаллический сплав тербий-кобальт при температурах, близких к абсолютному нулю, является самым мощным магнитотвёрдым материалом (произведение магнитной энергии (BH)max = 408 кДж/м3, что более чем в 5—7 раз выше, нежели у сплавов самарий-кобальт или железо-неодим-бор).

Термоэлектрические материалы[ | ]

Tb2Te3 — хороший термоэлектрический материал, при снижении цены на тербий может быть широко применен для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с. 160—170 мкВ/К).

Оптические материалы[ | ]

Тербий-галлиевый гранат (Tb3Ga5O12, ТГГ) демонстрирует высокие значения постоянной Верде, вследствие чего используется в лазерной технике в качестве материала для фарадеевских вращателей, применяется в оптических изоляторах и циркуляторах.

Люминофоры[ | ]

постоянно производится и потребляется в электронике в качестве люминофора.

Применение в OLED-устройствах находят комплексные соединения тербия (наряду с европием и самарием). Это связано с хорошими люминесцентными характеристиками: высокой интенсивностью люминесценции и малой полушириной линий спектра.

Такие свойства объясняются запрещённостью переходов между термами f-оболочки, экранированной вышележащими 5s— и 5p-оболочками. Принцип действия таких супрамолекулярных фотофизических устройств (определение Ж. М.

 Лена) основан на эффекте антенны.

Люминесценция иона Tb3+ обусловлена f-f переходами с возбуждённого уровня 5D4 на уровни 7Fj, j = 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.

Этим переходам соответствуют полосы люминесценции в люминесцентных спектрах при 680, 670, 650, 620, 590, 545, 490 нм соответственно[11].

Наиболее интенсивная полоса люминесценции вызывается переходом 5D4-7F5 и находится в зелёной области спектра, что обеспечивает основной вклад в яркую зелёную люминесценцию этого иона.

Тербий образует яркие люминесцентные комплексы с рядом лигандов, положение триплетного уровня которых находится в пределах 22900—24500 см−1, в частности, с ароматическими карбоновыми кислотами (бензойной, салициловой), алифатически замещёнными 1-фенил-3-метил-ацилпиразол-5-онами, дикетонами — ацетилацетоном и др.

Для получения OLED-устройств на основе люминесцирующих соединений тербия используются различные методы нанесения тонких пленок: спинкоатинг, газофазный синтез и др.

[ | ]

Сплавы тербия с гадолинием имеют характеристики, подходящие для конструирования магнитных холодильников.

Катализаторы[ | ]

применяется в качестве высокоэффективного катализатора окисления.

Электроника[ | ]

совместно с фторидами церия и иттрия используется в микроэлектронике в качестве просветляющего покрытия на кремнии.

Производство компьютеров[ | ]

В последние годы в производстве компьютеров особое значение[прояснить] приобрел .

Биологическая роль[ | ]

По существующим данным, тербий не имеет биологической роли. Как и другие лантаноиды, соединения тербия должны обладать токсичностью ниже среднего, однако подробных исследований на эту тему не проводилось[12].

Примечания[ | ]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.

    ) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.

  2. ↑ Химическая энциклопедия: в 5-ти тт. / Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 531. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8.
  3. Gupta C. K. Extractive metallurgy of rare earths / C. K. Gupta, N. Krishnamurthy.

     — CRC Press, 2005. — P. 504. — ISBN 0-415-33340-7.

  4. ↑ Лантаноиды
  5. ↑ The tremendous potential of deepsea mud as a source of rare-earth elements
  6. Самсонов Н.Ю., Семягин И.Н. Обзор мирового и российского рынка редкоземельных металлов (рус.).
  7. ↑ Динамика цен на РЗМ 2011-2012гг.. tdm96.ru. Проверено 1 октября 2016.
  8. ↑ Обзор рынка РЗМ 2016г.. tdm96.

    ru. Проверено 1 октября 2016.

  9. ↑ Terbium — Materials Technology & Crystals for Research, Development and Production — архив.
  10. ↑ Поиск — тербий
  11. Полуэктов Н. С., Кононенко Л. И., Ефрюшина Н. П., Бельтюкова С. В. Спектрофотометрические и люминесцентные методы определения лантаноидов. Киев, Наукова думка, 1989.
  12. Hammond C. R. The Elements // 81st.

     — CRC press.

Ссылки[ | ]

  • Тербий на Webelements
  • Тербий в Популярной библиотеке химических элементов

Источник: https://encyclopaedia.bid/%D0%B2%D0%B8%D0%BA%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%8F/%D0%A2%D0%B5%D1%80%D0%B1%D0%B8%D0%B9

История

В 1787 году минералог-любитель Карл Аррениус нашёл в карьере около небольшого шведского городка Иттербю на острове Руслаген близ Стокгольма новый минерал, который назвали иттербитом. Впоследствии в нём обнаружили несколько новых элементов. Финский химик Юхан Гадолин в 1794 году обнаружил в этом минерале оксид одного из них.

Швед Экеберг назвал его в 1797 году иттриевой землей (yttria). В 1843 году шведский химик Карл Мосандер показал, что иттриевая земля — это смесь трёх оксидов. Аналогично тому, как была «расщеплена» на составляющие эта смесь, «расщепили» и её название. Так появились иттербий, тербий и эрбий.

Мосандер сумел выделить в чистом виде оксиды эрбия и тербия.

Цены

Цены на металлический тербий чистотой 99-99,99% в 2006 году составили 335-690 долл за 1 кг.

Применение

Тербий — весьма необычный металл из ряда лантаноидов и обладает значительным спектром уникальных физических характеристик, впрочем, как и ряд его сплавов и соединений. Тербий моноизотопный элемент(тербий-159).

Гигантский магнитострикционный эффект. Производство магнитострикционных сплавов

Сплав тербий-железо лучший магнитострикционный материал современной техники (особенно его монокристалл) и применяется для производства мощных приводов малых перемещений (например адаптивная оптика крупных телескопов-рефлекторов), источников звука огромной мощности, сверхмощых ультразвуковых излучателей, кроме того ряд соединений тербия так же обнаруживает гигантскую магнитострикцию и в этом отношении особый интерес представляет титанат тербия и в частности его монокристалл.

Магнитные материалы

А монокристаллический сплав тербий-кобальт при температурах близких к абсолютному нулю является самым мощным магнитотвердым материалом (408 кДж/метр!), что более чем в 5-7 раз выше нежели у сплава самарий-кобальт, или железо-неодим-бор, и позволяет сделать вывод о том что у синтеза новых магнитотвердых материалов существуют большие резервы.

Термоэлектрические материалы

Теллурид тербия хороший термоэлектрический материал и при снижении цены на тербий может быть широко применен для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с 160-170 мкВ/К).

Лазерные материалы

Тербий галлиевый гранат (ТГГ) применяется в лазерной технике в качестве оптического изолятора и Фарадеевского вращателя.

Люминофоры

Вольфрамат тербия постоянно производится и потребляется в электронике в качестве люминофора.

Гигантский магнитокалорический эффект

Сплавы тербия с гадолинием обнаруживают значительные характеристики для конструирования магнитных холодильников.

Катализаторы

Оксид тербия применяется в качестве высокоэффективного катализатора окисления.

Электроника

Фторид тербия совместно с фторидами церия и иттрия используется в микроэлектронике в качестве просветляющего покрытия на кремнии.

Производство копьютеров

В последние годы в производстве копьютеров особое значение приобрел феррит тербия.

Ссылки

  • Тербий на Webelements
  • Тербий в Популярной библиотеке химических элементов

Категории:

  • Химические элементы
  • Незавершённые статьи о химических элементах
  • Лантаноиды

Источник: http://mediaknowledge.ru/3a3d01c592b40e1.html

Тербий (Tb) Terbium — все о металле (свойства и структура)

ТЕРБИЙ

Открытие тербия тесно связано с происхождением иттербия и эрбия. Все три элемента были выделены из иттриевой земли. Соли тербиевой земли оказались окрашены в розовый цвет. Химик из Швеции в 1860 году работавший с иттербиевой землей случайно перепутал эрбий и тербий, исключив тербий вообще.

В дальнейшем результаты его исследований подтвердили еще несколько ученых. Делафонтена отстаивал существование особой тербиевой земли. Мариньяк продолжил исследования Делафонтена и пришел к выводу о существовании целого ряда иттербиевых земель.

Но только в 1907 году Лекок де Буабодраном окончательно доказал существование тербия.

В 2013 год иттербий с чистотой 99,9% процентов можно приобрести за килограмм иттербия на рынке просили 6400 евро. К 2018 году цена увеличилась и составила 7500 евро за килограмм.

Химические свойства элемента

У тербия есть 16 изотопов. Только один из них можно найти в природе. Сами по себе изотопы имеют короткий период распада. Это может указывать на радиоактивность элемента.

При комнатной температуре на воздухе тербий достаточно устойчив. Однако стоит нагреть его выше 150 градусов он тут же начнет окисляться. При этом выделяется оксид тербия.

При нагревании также легко взаимодействует с азотом, водородом и галогенами. Может реагировать с кипящей водой. В результате реакции образуется гидроксид тербия и водород.

Соли тербия получаются путем взаимодействия тербия с минеральными кислотами.

Самыми важными и известными соединениями являются соединения со следующими элементами:

  • Гидроксидом. Образуется кристаллическое вещество, которое не растворяется в воде;
  • Фтором. Образуется фторид тербия 3 валентности в виде бесцветных кристаллов, нерастворимых в оде. При избытке особого газа в реакции может образоваться фторид тербия 4 валентности;
  • Хлором. Получается бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде;
  • Натрием. Нитрат тербия хорошо растворяется в воде и образует специальные кристаллогидраты.
  • Серой и кислородом. Сульфат тербия образует бесцветные кристаллы, легко растворяющиеся в воде.

В соединениях обычно имеет степень окисления 3 или 4. При этом почти все они бесцветные.

Физические свойства элемента

Сам по себе метал легко поддается ковке. Он достаточно мягкий и пластичный, настолько, что его можно разрезать ножом. Тербий имеет серебристо-белый окрас.

Температура плавления этого металла составляет 1357 градусов по Цельсия. Как у многих лантаноидов температура кипения значительно превышает температуру плавления и составляет 3023 градусов по Цельсия.

Плотность же метала достаточно маленькая – 8,23 г/см3. При этом метал достаточно устойчив в воздухе.

Существует в трех модификационных состояниях:

  • Гексагональная решетка;
  • Кубическая решетка. Получается при нагревании до 1256 до 1357 градусов по Цельсия;
  • Тригональная решетка. Образуется при достаточно сильном давлении.

Активно применяется при производстве сильных магнитных инструментов. Взаимодействие тербия с некоторым количеством кобальта при достаточно низки температурах образует магнитный материал сильного воздействия.

Теллурид тербия применяется в производстве термоэлектрических материалов. В производстве лазерной техники может быть применен как оптический изолятор. Широко используют в люминофорах, то есть OLED-устройствах, телевизионных кинескопах и многом другом.

А также в качестве катализатора при окислении в химических реакциях.

Производство Тербия

Тербия в природе практически нет. В чистом виде можно найти только в виде одного стабильного изотопа 159. Он является одним из рассеянных элементов. В земной коре тербия содержится только 0,00043%.

Его можно найти и в водной среде, но там концентрация намного меньше, только 0,0000001 мл/л.

Как и многие другие редкоземельные металлы тербий можно обнаружить в таких минералах как монацит, гадолинит, лопарит, эвксенит и других.

Тербий называют типичным лантаноидом. Все лантаноиды часто встречаются в следующих странах: Китай, США, Россия, Австралия, Скандинавия, Бразилия, Казахстан, Украина. Но главным поставщиком тербия на рынке является Китай.

Искусственный синтез Тербия

Как было сказано тербия в природе практически нет. Поэтому его активно стараются производить. Для этого используют два основных способа: ионной хроматография или экстракция.  В первом случае используют специальное вещество – сорбент.

Во время реакции о впитывает в себя весь тербий. Во втором случае применяют метод осаждения раствора. Помимо этого, добываются и радиоактивные изотопы. Их получают из европия, диспрозия и 159 изотопа тербия.

В металлическом виде тербий получают при помощи металлотермического восстановления.

Абсолютным лидером по производству тербия является Китай. Производится примерно 15 тонн тербия в год по оценкам 2017 года. В России же только ведутся разговоры о том, чтобы начать добывать тербий самостоятельно.

Источник: https://mysamocvet.ru/metally/terbij-tb-terbium/

История

В 1843 г. впервые шведский химик К. Г. Мосандер разложил концентрат Y2O3 на иттриевый, тербиевый и эрбиевый оксиды. В начале 20 века французский химик Ж. Урбен первым получил чистый тербий.

Происхождение названия

Наряду ещё с тремя химическими элементами (эрбий, иттербий, иттрий) получил название в честь села Иттербю, находящегося на острове Ресарё, входящем в Стокгольмский архипелаг.

Получение

Выделяют тербий из смеси редкоземельных элементов методами ионной хроматографии или экстракции.

Цены

Цены на металлический тербий чистотой 99—99,99 % составляют около 266 евро за 10 г.

Применение

Тербий — весьма необычный металл из ряда лантаноидов и обладает значительным спектром уникальных физических характеристик, впрочем, как и ряд его сплавов и соединений. Тербий моноизотопный элемент (тербий-159).

Гигантский магнитострикционный эффект. Производство магнитострикционных сплавов

Сплав тербий-железо лучший магнитострикционный материал современной техники (особенно его монокристалл) и применяется для производства мощных приводов малых перемещений (например адаптивная оптика крупных телескопов-рефлекторов), источников звука огромной мощности, сверхмощных ультразвуковых излучателей, кроме того ряд соединений тербия так же обнаруживает гигантскую магнитострикцию и в этом отношении особый интерес представляет титанат тербия и в частности его монокристалл.

Магнитные материалы

Монокристаллический сплав тербий-кобальт при температурах близких к абсолютному нулю является самым мощным магнитотвердым материалом (408 кДж/метр), что более чем в 5—7 раз выше, нежели у сплава самарий-кобальт или железо-неодим-бор, и позволяет сделать вывод о том что у синтеза новых магнитотвердых материалов существуют большие резервы.

Термоэлектрические материалы

Теллурид тербия хороший термоэлектрический материал и при снижении цены на тербий может быть широко применен для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с 160—170 мкВ/К).

Лазерные материалы

Тербий галлиевый гранат (ТГГ) применяется в лазерной технике в качестве оптического изолятора и Фарадеевского вращателя.

Люминофоры

Вольфрамат тербия постоянно производится и потребляется в электронике в качестве люминофора.Применение в OLED- устройствах находят комплексные соединения тербия (наряду с европием и самарием).

Это связано с хорошими люминесцентными характеристиками — высокой интенсивностью люминесценции и малой полушириной линий спектре. Такие свойства объясняются запрещенностью переходов между термами f оболочки, экранированной вышележащими 5s и 5p оболочками.

Принцип действия таких супрамолекулярных фотофизических устройств (определение Ж. М. Лена) основан на эффекте антены.

Гигантский магнитокалорический эффект

Сплавы тербия с гадолинием обнаруживают значительные характеристики для конструирования магнитных холодильников.

Катализаторы

Оксид тербия применяется в качестве высокоэффективного катализатора окисления.

Электроника

Фторид тербия совместно с фторидами церия и иттрия используется в микроэлектронике в качестве просветляющего покрытия на кремнии.

Производство компьютеров

В последние годы в производстве компьютеров особое значение приобрел феррит тербия.

Биологическая роль

  1. Химическая энциклопедия: в 5-ти тт. / Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 531. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8
  • Тербий на Webelements
  • Тербий в Популярной библиотеке химических элементов

Источник: http://dictionary.sensagent.com/%D0%A2%D0%B5%D1%80%D0%B1%D0%B8%D0%B9/ru-ru/

Тербий — металл. Свойства и применения тербия

ТЕРБИЙ

Тербий – химический элемент, занимающий позицию № 65 в периодической таблице Д.И. Менделеева. 1818 году из минерала иттербита была выделена иттриевая земля. Ученые сразу решили, что ее состав содержит церий и еще какой-то лантаноид.

Исследования не останавливались, поэтому вскоре было выяснено, что на самом деле еще два лантаноида таит иттриевая земля: тербий и эрбий, занявших свои места в таблице.

Названия были даны в честь деревни, где была обнаружена земля, содержащая их.

Сегодня уже доподлинно известно, что в земной коре тербий занимает не более 4% от ее массы. Трудность добычи обуславливается распыленностью элемента, техногенные отходы и ряд минералов отличаются его низким содержанием:

Минерал лопарит

  • природный концентрат Томтора.

Тербий – один из тех элементов, потребность в котором отсутствует для организма человека, однако он нашел достойное применение в промышленности. Но стоит отметить, что изучение материала все еще продолжается и возможно свое настоящее предназначение металл еще только получит в будущем.

Основные свойства тербия

Этот ковкий металл, как и многие лантаноиды имеет серебристо-белый цвет. При повышении температуры материал покрывается оксидной пленкой, активизировать реакцию можно нагревом до 180 градусов. Плавится тербий при 1629, кипение наблюдается, когда Т достигает 3296 градусов по Цельсию.

К особенным свойствам ТЬ относится его парамагнитность в обычных условиях, сменяющаяся на ферромагнетизм, если металл охладить до 54 градусов ниже нуля.

Своеобразное преобразование наблюдается и при повышении температуры: нагревание до 1300 градусов вызывает изменения в кристаллической решетке от гексогональной до кубической.

Так получается, что с одной стороны, тербий похож на железо, с другой, на магний. Фактически металл имеет две аллотропных модификации.

Взаимодействуя с другими веществами, Tb образует оксиды, соединения с фтором, хлором, а также серой. Этому способствует 3 или 4 свободных электрона на внешней оболочке. К самым легкоплавким соединениям этого металла относится ТЬСl3 (треххлористый тербий — галогенид), который плавится при Т=600 град по Цельсию.

Тербий имеет 16 изотопов (с массовыми числами 147-163) плюс один природный ТЬ-159. Они имеют короткое время жизни. Например, для Тербия 160 – период полураспада 72.5 дней. Тогда как для стабильного ТЬ-159 эта цифра достигает 100 лет. Однако для металла – это не долгожительство. Между тем, столь малые периоды полураспада говорят о возможной радиоактивности тербия.

О добыче и применении металла

Как уже отмечалось в чистом виде ТЬ практически не встречается, сильно распылен, что затрудняет его получение. Используется два основных метода добычи природного тербия: экстракции и хроматографии.

Осаждение растворов в первом случае. Во втором, с применением специального сорбента, который впитывает в себя вещество.

Радиоактивные изотопы тербия добываются из диспрозия (66), европия (63), а также из изотопа ТЬ 159.

Основное применение металла – это радиоэлектроника (см. лом радиодеталей).

Хорошо известно, что лигатура тербия активно принимается как лом на вес, поштучно или вместе такими приборами, как телевизоры, компьютеры, мобильные, планшеты.

В них используется свойство металла — свечение. Применяются также компаньоны: иттрий и европий, которые также относятся к группе люминофоров, преобразующих потребляемую энергию на свет.

Свечение люминофоров

По данным актуальной статистики потребление тербия за последние несколько лет возросло на 15%, чему как раз и способствовало активное развитие электронных средств, а также интенсивно растущие.

Используется тербий в оптике, лазерной технике. Это установки для косметологии, медицины.

Современное оптоволокно (кабель) легируют ионами ТЬ, полученный материал служит активной средой лазера. Такое устройство имеет большую мощность и может применяться даже резки металлов, гравировки, обработки деталей для авиастроения.

Тербий-галлиевый гранат

Хотя несколько иное применение у тербий-галлиевого граната, он служит изолятором для тех же лазерных системах. В данном случае его миссия: не пропускать обратное излучение, которое может стать причиной поломки оборудования.

На производстве ферримагнитные свойства ТЬ используются для создания мощнейших магнитов. По силе они превосходят даже образцы из сплавов самария с кобальтом, последний усиливает и действие тербия также.

Ультразвуковые излучатели также не обходятся без сплава ТЬ с железом или титаном.

В химии элемент под номером 65 используют, как катализатор для реакций окислений. Оксид тербия, применяемый для этого, выглядит, как темно-коричневый порошок, чем-то напоминающий какао. В медицине этот оксид используют, как реагент для рентгеновских установок.

Тербий – стоимость, зависящая от формы продаж

Поскольку чистый металл практически не встречается, то цена на него определяется формой сдачи или сказать точнее, представленным соединением.

Так, к примеру, на трехфтористый тербий цена доходит до 70-80 тысяч за килограмм, когда на чистый металл она может быть почти в два раза выше.

Из-за того, что элемент обладает особыми физическими свойствами он вызывает интерес в равной степени у промышленников и ученых. Им интересуется даже Российская Академия благородных металлов, периодически делающая официальные запросы на приобретение этого материала.

Ситуация усложняется тем, что основным добытчиком металла сегодня является КНР. Между тем, страна также нуждается в накоплении ТЬ, поэтому периодически появляются сведения о приостановке его продаж за рубеж. Это иногда становится причиной панических настроений, ведь известная компания Apple активно использует элемент 65 для создания своей продукции: телефоны, планшеты.

Разговоры о том, что Россия также может заняться добычей тербия ведутся уже несколько лет и пока остаются на уровне разработок.

— как получить флуоресцентные кристаллы сульфата тербия

Источник: http://xlom.ru/spravochnik/terbij-metall-svojstva-i-primeneniya-terbiya/

№65 Тербий

ТЕРБИЙ

В 1843 году шведский химик К. Г.

Мосандер разделил итриевую землю, полученную РёР· минерала иттербита три фракции, для названий которых (итриевая, тербиевая Рё эрбиевая) разделил РЅР° слоги название минерала. Мосандер предполагал, что каждая фракция содержит РѕРєСЃРёРґ РЅРѕРІРѕРіРѕ химического элемента. После этого элемент тербий несколько раз «Р·Р°РєСЂС‹РІР°Р»Рё» Рё открывали РІРЅРѕРІСЊ, находили для него различные атомные массы Рё РґСЂСѓРіРёРµ свойства. Только РІ 1906 РіРѕРґСѓ французский С…РёРјРёРє Р–РѕСЂР¶ РЈСЂР±СЌРЅ, используя технологию РёРѕРЅРЅРѕРіРѕ обмена выделил соединения элемента РІ чистом РІРёРґРµ, доказал, что Мосандер был прав, Рё определил близкое Рє современному значение атомного веса тербия (159,2).

Нахождение в природе, получение:

Тербий — рассеянный элемент, его содержание в земной коре 4,3·10-4% по массе. Входит в состав минералов: монаците (Ce, La …)PO4, бастнезите (Ce, La, Pr)CO3F, и других.

Выделяют тербий из смеси редкоземельных элементов методами ионной хроматографии или экстракции.

Металлический тербий получают металлотермическим восстановлением TbCl3 или TbF3

Физические свойства:

Тербий достаточно устойчив в воздухе. Это серебристо-серый металл, он ковкий, пластичный и достаточно мягкий, чтобы его можно было нарезать ножом.

Плотность 8,23 г/см3, tплав. = 1356°C, tкип=3023°C.

Тербий — моноизотопный элемент (стабилен только тербий-159), искусственно полученные изотопы тербия имеют короткие периоды полураспада.

Химические свойства:

На воздухе при комнатной температуре компактный тербий устойчив, но уже при небольшом нагревании (выше 150°C) легко окисляется, образуя Tb4O7.

При нагревании металлический тербий реагирует с галогенами, азотом, водородом. Реагирует с кипящей водой, образуя гидроксид Tb(OH)3 и водород.

С минеральными кислотами тербий реагирует с образованием солей тербия(III).
В соединениях проявляет преимущественно степень окисления +3, реже +4.

Большинство из них бесцветны, или слабоокрашены.

Важнейшие соединения:

РћРєСЃРёРґС‹ тербия. Наиболее устойчив смешанный РѕРєСЃРёРґ Tb4O7 или 2 TbO2*Tb2O3 — (темно-коричневый порошок), нерастворим РІ РІРѕРґРµ.

Получают окислением металла или разложением кислородсодержащих соединений тербия (оксалата, нитрата и др.)
Оксид тербия(IV) TbO2 может быть выделен обработкой смешанного оксида минеральными кислотами на холоду.

При кипячении его или смешанного оксида с кислотами, реакция идет с выделением кислорода и образованием солей тербия(III).
Оксид тербия(III), Tb2O3, может быть получен осторожным обезвоживанием гидроксида Tb(ОН)3.

Он также имеет коричневый цвет, нерастворим в воде. При окислении атомарным кислородом переходит в TbO2.
Гидроксид тербия(III), Tb(ОН)3, белое кристаллическое вещество нерастворимое в воде.

Может быть получен реакцией обмена из растворимых солей тербия(III).
Фторид тербия(III), TbF3 — бесцветные кристаллы, нерастворим, получают обменными реакциями или взаимодействием тербия СЃ газообразным HF.

Реакцией его с избытком фтора может быть получен также бесцветный фторид тербия(IV)
Хлорид тербия(III), TbРЎl3 — бесцветные кристаллы, растворим, образует кристаллогидрат TbРЎl3*6H2O.

Нитрат тербия (III), Tb(NO3)3, хорошо растворим, образует бесцетные кристаллогидраты состава Tb(NO3)3•nH2O, где n = 5 и 6, которые плавятся в собственной кристаллизационной воде при 91-92°С.

Cульфат тербия(III) Tb2(SO4)3, бесцветные кристаллы, растворяется в воде. Образует кристаллогидрат состава Tb2(SO4)3•8H2O вещество белого цвета, имеющее зеленую флюоресценцию при облучении УФ-лампой.

В информации об окраске солей тербия есть противоречие. Мосандер, а затем Урбэн считали, что соли тербия имеют розовую окраску. Современные характеристики всех распространенных солей тербия говорят, что они белого цвета (бесцветные).

Применение:

Сплав тербий-железо — лучший магнитострикционный материал современной техники (особенно его монокристалл) — применяется для производства мощных приводов малых перемещений (например, адаптивная оптика крупных телескопов-рефлекторов), источников звука огромной мощности, сверхмощных ультразвуковых излучателей.
Соединения тербия используют в люминофорах, лазерных материалах и ферритах. Тербий галлиевый гранат (Tb3Ga5O12, ТГГ) применяется в лазерной технике в качестве оптического изолятора.

�сточники: 1. Открытие элементов и происхождение их названий. Тербий
  2. Популярная библиотека химических элементов Р�здательство «Наука», 1977. Тербий

Источник: http://www.kontren.narod.ru/x_el/info65.htm

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

    ×
    Рекомендуем посмотреть