Struttura Terbio, proprietà, usi, ottenendo

Lui terbio È un elemento che appartiene al gruppo Lantanids, delle così terre rare chiamate e il cui simbolo chimico è TB. Ha un numero atomico di 65 e un'abbondanza nel 1.2 ppm. Non è in isolamento, ma far parte di diversi minerali, tra cui la Monacita e la Bastnäsita.

Il Terbio fu scoperto nel 1843 dal chimico svedese Carl Gustav Mosander, nel minerale Gadolinita. Mosender trattava l'itum con idrossido di ammonio, un ossido del metallo, e si trova come contaminanti due sostanze sconosciute, che chiamava Erbia e Terbia: sostanze che contengono rispettivamente i metalli Erbio e Terbio.

Campione metallico terBio. Fonte: immagini ad alta risoluzione di elementi chimici, cc di 3.0, via Wikimedia Commons

Il nome del Terbio è dovuto, come quello dell'itrium, al villaggio svedese di Ytterby, dove procedevano i campioni mineralogici. Succede spesso che il "Terbio" sia facilmente confuso da "Erbio" e "Iterbio".

Il Terbio ha diverse applicazioni a causa delle sue proprietà magnetiche e di fluorescenza. Forma i suoi composti con lo stato di ossidazione +3, ma in alcuni casi utilizza lo stato di ossidazione +4. Ha un totale di 38 isotopi, di cui l'unica stalla è il ¹⁵⁹Tb.

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Struttura Terbio

Il Terbio forma cristalli con strutture esagonali compatte (HCP) a temperatura ambiente, che è noto come fase α. Quando questi cristalli riscaldano fino a 1289 ºC, subiscono una transizione alla struttura cubica centrata nel corpo (BCC), nota come fase β.

Configurazione elettronica

Impostazione elettronica Terbio

Terbio ha la seguente configurazione elettronica:

[Xe] 4f⁹ 6s²

Avere 9 elettroni nei loro orbitali 4F ed essendo il nono membro dei Lantanides, ha detto che la configurazione elettronica non presenta alcuna irregolarità contro l'ordine di riempimento indicato dal principio di Aufbau.

Terbio Properties

Aspetto fisico

Metallo solido bianco argento. È malleabile, duttile, resistente agli impatti. Il suo catione TB³⁺ È fluorescente ed emette una luce verde brillante. Tuttavia, la sua fluorescenza è visibile solo a stato solido.

Numero atomico

65

Massa molare

158.925 g/mol

Punto di fusione

1356 ºC

Punto di ebollizione

3123 ºC

Densità

8.25 g/cm³

Calore di fusione

10.15 kJ/mol

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Calore di vaporizzazione

391 kJ/mol

Capacità calorica molare

28.91 kJ/mol

Stati di ossidazione

Come gli altri lantanidi, il suo stato di ossidazione principale è +3 (TB³⁺), ma puoi anche presentare lo stato di ossidazione +4 (TB⁴⁺). Ad esempio, nei composti TBO₂ e tbf₄ Il Terbio incontra uno stato di ossidazione di +4.

Elettronegatività

1.2 sulla scala Pauling.

Energie di ionizzazione

Primo: 565.8 kj/mol

Secondo: 1110 kJ/mol

Terzo: 2114 kJ/mol

Ordine magnetico

A temperatura ambiente è un metallo paramagnetico che può essere raccolto con un magnete di neodimio. Ma a una temperatura di 230 K (-43 ºC), diventa antiferromagnetico, trasformandosi in ferromagnetico a temperature inferiori a 219 K.

Reattività

Il Terbio è stabile nell'aria, comprese le alte temperature, a causa della presenza di un ossido marrone scuro che lo copre.

Questo metallo è in grado di formare tre ossidi: TB₂O₃, Bianco e polveroso, essendo la forma comune degli ossidi presentati dai lantanidi; Il tbo₂, usato per ossidazione +4 e viene generato dall'ossigeno atomico; e la tubercolosi₄O₇, Un ossido marrone scuro presentato dagli stati di ossidazione +3 e +4.

Il Terbio reagisce con l'acqua che forma un idrossido e rilasciano idrogeno gas. Viene anche attaccato da acidi diluiti che formano sali e rilasciano gas idrogeno.

Il Terbio reagisce con l'acido solforico, ottenendo la tubercolosi₂(SW₄)₃. Questo sale è in grado di emettere fluorescenza verde. Il terbio è combinato con tutti gli alogeni attraverso il suo stato di ossidazione +3 (TBF₃, Tbcl₃, eccetera.).

Applicazioni

Fluorescenza

I composti Terbio (III) sono caratterizzati dalla loro fluorescenza verde assorbendo le radiazioni UV. Fonte: Leiem, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Il Terbio è usato come fosforo verde nelle applicazioni di illuminazione tricromatica e nei tubi televisivi a colori. Il Terbio produce il colore verde dei telefoni cellulari di Blackberry o su altri schermi ad alta definizione.

Ioni TB³⁺ Sono usati per mostrare la presenza di microbi, applicando il cloruro terbico sul campione da esaminare, che viene quindi illuminato con luce ultravioletta. Questo fa brillare le endospore viventi con un colore verde.

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The Terbio (TB³⁺), L'Europio (UE³⁺) e il tulio (tm³⁺) Sono usati per rilevare la falsificazione dei biglietti per l'euro, poiché quando i biglietti con luce ultravioletta sono illuminati, producono fluorescenza verde dal Terbio, uno rosso dall'Europio e un altro blu dal tulle.

Leghe

Una lega di Terbio-Hierro viene utilizzata nella costruzione di film metallici per la registrazione magneto-postica dei dati.

Un'altra lega di Neodimio-Terbio-Disprosio viene utilizzata per la produzione di magneti, in grado di preservare il loro magnetismo ad alte temperature. Questi tipi di magneti vengono utilizzati nei motori elettrici elettrici, dove vengono prodotte alte temperature.

Il terfenolo è una lega di therm. Questa lega viene utilizzata negli altoparlanti "soundbug", che ci consentono di utilizzare un tavolo o un desktop come altoparlanti. Inoltre, questa lega viene utilizzata in attivatori, sistemi sonori e sensori di pressione controllati magneticamente.

Altri usi

Il terBio viene utilizzato per drogare il fluoruro di calcio, il tungstato di calcio e la molibdata di stronzio, i composti utilizzati a stato solido e dispositivi in ​​fibra ottica. Il terbio è anche utilizzato in lampadine a basso consumo e lampade di mercurio.

Il Terbio è stato utilizzato per il miglioramento della sicurezza di raggi X, poiché migliorando la sua risoluzione, consente di ridurre il tempo di esposizione.

Insieme a Gadolinio, il Terbio è stato utilizzato per la costruzione di un frigorifero magnetico a due stadi: Gadolinio come stadio ad alta temperatura e Terbio come stadio a bassa temperatura.

Ottenimento

Materia prima

Il Terbio ha un'abbondanza di 1.2 ppm nella corteccia terrestre, essendo un elemento che non è in forma libera. È presente in minerali Monacita, Xenotima, Bastnäsita ed Euxenita, quest'ultimo è un ossido contenente l'1% di terBio.

Separazione

Il terBio viene estratto commercialmente dal monacite e dal bastaggio di bastnä da una frantumazione iniziale di questi minerali, seguito da un trattamento con acido solforico e una regolazione del pH del pH della soluzione con idrossido di sodio a un pH tra 3 e 4. Questo produce la separazione del torio.

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Quindi, la soluzione viene trattata con ossalato di ammonio, per la successiva formazione di ossidi di terre rari. Successivamente, gli ossidi vengono sciolti in acido nitrico, che produce la separazione del cerio. Il terbio è separato come un sale di nitrato a doppio sale mediante cristallizzazione.

Il metodo più efficace per separare i sali di terbio è attraverso la cromatografia a scambio ionico. Gli ioni delle terre rare sono assorbiti in un adeguato resina di scambio ionico interagendo con idrogeno, ammonio o ioni metallici presenti in esso.

Gli ioni di terre rare sono separati dalla resina attraverso il suo lavaggio usando un agente adeguato per ogni metallo specifico.

Produzione

Separati gli ioni di termici i minerali, i loro cloruri o fluoruri reagiscono con il calcio metallico in uno scioglimento tantatali. Le impurità di calcio e tantatalium vengono eliminate applicando una distillazione del vuoto.

D'altra parte, il terbio può anche essere ottenuto mediante elettrolisi dell'ossido termico nel cloruro di calcio fuso.

Isotopi

Il terbio ha un totale di 38 isotopi, tra il ¹³⁵TB e il ¹⁷²TB, di cui è l'unico isotopo stabile ¹⁵⁹TB; che corrisponde quasi al 100% del Terbio ottenuto dalla crosta terrestre. Il resto degli isotopi di termali sono radioattivi.

La maggior parte degli isotopi radioattivi di termici sono emettitori di particelle β^- o β⁺. La vita media della maggior parte di essi è molto breve, evidenziando il ¹³⁸TB con metà -nanosecondi mezza vita. Nel frattempo, i suoi isotopi più e mezzo sono: il ¹⁵⁸TB (58 anni) e ¹⁵⁷TB (71 anni).

Riferimenti

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