铽,原子序数65,原子量158.92534,元素名来源于它的最初发现地。1843年瑞典化学家莫桑德尔从钇土中发现铽的氧化物,1877年正式命名。铽在地壳中的含量为十万分之九,存在于多种稀土矿物中,天然稳定同位素只有铽159。它的化合物可做杀虫剂,亦用来治疗皮肤病。

中文名
英文名
Terbium
别称
铽棒
化学式
Tb
分子量
158.9254
CAS
登录号:7440-27-9
EINECS
登录号:231-137-6
熔点
1356°C
沸点
3230°C
密度
8219kg/m³
外观
无色结晶的粉末

1元素概述

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铽为银灰色金属,有延展性,质较软,可用刀切开熔点1360°C,沸点3123°C,密度8.2294/厘米³铽在室温下有很强的顺磁性。铽在空气中不易氧化,在高温时容易氧化可与硫酸、硝酸、卤素反应。铽的氧化物广泛用于制备发光材料。

2元素发现

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1843年瑞典的莫桑德(Karl G.Mosander)通过对钇土的研究,发现铽元素(Terbium)

铽

铽的应用大多涉及高技术领域,是技术密集、知识密集型的尖端项目,又是具有显著经济效益的项目,有着诱人的发展前景。1843年由莫桑德尔(C.G.Mosander)发现。当初命名为氧化铒,1877年才正式命名为铽。1905年第一次由乌贝因(G.Urbain)提纯制出。

在发现镧的同一时期里,莫桑德尔对最初发现的钇进行了分析研究,并于1842年发表报告,明确最初发现的钇土不是单一的元素氧化物,而是三种元素的氧化物。他把其中的一种仍称为钇土,其中一种命名为terbia(铽土)。元素符号定为Tb。它的命名来源和钇一样,出自最初发现钇矿石的产地,瑞典斯德哥尔摩附近的小蛞姨乇龋╕tterby)。铽和另两个元素镧、铒的发现打开了发现稀土元素的第二道大门,是发现稀土元素的第二阶段。他们的发现是继铈和钇两个元素后又找到稀土元素中的三个。一共是五个了。

3元素特性

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铽、Tb65 、镧系元素

地壳中含量:(ppm)1.1

原子体积:(立方厘米/摩尔)19.2

周期, 元素分区 6, f

密度、硬度 8219 kg/m3、无数据

颜色和外表银白色

元素在太阳中的含量:(ppm)0.0005

元素在海水中的含量:(ppm):太平洋表面 0.00000008

原子量 158.92534(2) 原子量单位

氧化态:Main Tb+3

Other Tb+4

原子半径(计算值) 175(225)pm

价电子排布 []4f96s2

电子在每能级的排布 28182782

电离能 (kJ /mol)

M - M+ 564.6

M+ - M2+ 1112

M2+ - M3+ 2114

M3+ - M4+ 3839

晶体结构:晶胞为六方晶胞。

晶胞参数:

a = 360.1 pm

b = 360.1 pm

c = 569.36 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

维氏硬度:863MPa

声音在其中的传播速率:(m/S) 2620

氧化价(氧化物) 4(弱碱性)

晶体结构六角形

物质状态固态

熔点 1629 K(1356 °C)

沸点 3503 K (3230 °C)

摩尔体积 19.3×10-6m3/mol

汽化热 330.9 kJ/mol

熔化热 10.8 kJ/mol

声速 2620 m/s(293.15K)

电负性 1.2(鲍林标度)

比热 180 J/(kgK)

电导率 0.889×106/(米欧姆)

热导率 11.1 W/(mK)

第一电离能 565.8 kJ/mol

第二电离能 1110 kJ/mol

第三电离能 2114 kJ/mol

第四电离能 3839 kJ/mol

相对原子质量:158.925

常见化合价: +3,+4

电负性: 1.2

外围电子排布: 4f9 6s2

核外电子排布: 2,8,18,27,8,2

同位素及放射线: Tb-151[17.61h] Tb-155[5.3d] Tb-156[5.3d] Tb-157[110y] Tb-158[180y] Tb-159 Tb-160[72.3d] Tb-161[6.91d] Tb-162[7.6m]

最稳定的同位素,同位素丰度半衰期衰变模式衰变能量

MeV 衰变产物

157Tb 人造 71电子捕获 0.060 157Gd

158Tb 人造 180电子捕获

β衰变 1.220 0.937 158Gd 158Dy 159Tb 100 % 稳定

4相关应用

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医疗:诊断人的骨和肺等使用的X射线照相必须用铽。为提高X射线底片的感光度,就需要受到X射线照射就能发出荧光的增感剂。提高底片感光度的增感剂Gd2O2S中就使用了Tb3+

铽

磁偏斜:材料在磁化方向上伸缩,即尺寸的改变叫磁偏斜,又叫做磁歪。铽-铁,铽--铁具有大的磁偏斜效果,用于计算机打印机的打印头及精密加工设备。这个秘密在于铽的平坦的4f电子云的形状,并且在加了磁场后,为了让电子运动,依靠与其有对应关系的周围原子的运动。

激活剂:荧光粉用于三基色荧光粉中的绿粉的激活剂,如铽激活的磷酸盐基质、铽激活的硅酸盐基质、铽激活的铈镁铝酸盐基质,在激发状态下均发出绿色光。

光磁盘:作为计算机记录媒体的光磁盘,使用了铽--钴合金为代表的重稀土类元素-过渡金属元素系列的合金。激光照射时,利用由表面磁化的反射光的变化写入、读出信息。

磁光贮存材料,铽系磁光材料已达到大量生产的规模,用Tb-Fe非晶态薄膜研制的磁光光盘,作计算机存储元件,存储能力提高1015倍。

磁光玻璃:含铽的法拉第旋光玻璃是制造在激光技术中广泛应用的旋转器、隔离器和环形器的关键材料。特别是铽镝铁磁致伸缩合金(TerFenol)的开发研制,

Terfenol70年代才发现的新型材料,该合金中有一半成份为铽和镝,有时加入钬,其余为铁,该合金由美国依阿华州阿姆斯实验室首先研制,当Terfenol置于一个磁场中时,其尺寸的变化比一般磁性材料变化大这种变化可以使一些精密机械运动得以实现。铽镝铁开始主要用于声纳,已广泛应用于多种领域,从燃料喷射系统、液体阀门控制、微定位到机械致动器、机构和飞机太空望远镜的调节、机翼调节器到个别种类的扬声器的制作等领域。

铽还可以用于船舶及管线等焊点的非破坏性检查。

稀土类有许多磁性体和发光体,这些都是利用了稀土类的特殊性的电子(4f电子)旋转方向和电子能量的迁移。

特种激光器和固态元件中用到少量的铽。


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参考资料

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[1].查字典:铽

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铽 图册
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  • 更新时间:2015-12-12
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