ტერბიუმი
65 Tb
158.93
4f9 6s2

ტერბიუმი წარმოადგენს ლანთანოიდების ჯგუფის ქიმიურ ელემენტს, რომელიც აღინიშნება სიმბოლოთი - Tb და ატომური ნომერია - 65. ტერბიუმი მოვერცხლისფრო-თეთრი იშვიათ მიწა ლითონია. იგი ჭედადი და დრეკადია და იმდენად რბილია, რომ შესაძლებელია მისი დანით გაჭრა. ტერბიუმი ბუნებაში თავისუფალი სახით არ გვხვდება, მაგრამ იგი შედის მრავალი მინერალის შემადგენლობაში, როგორიცაა: ცერიტი, მონაციტი, ქსენოთაიმი და ეუქსენიტი.

ტერბიუმი, 65Tb
Terbium-2.jpg
ზოგადი თვისებები
ელემენტის ფერი რბილი ბლანტი მოვერცხლისფრო-რუხი ფერისლითონი
სტანდ. ატომური
მასა
Ar, სტან.(Tb)
საყოველთაოდ
მიღებული: 158.93
ტერბიუმი პერიოდულ სისტემაში
წყალბადი ჰელიუმი
ლითიუმი ბერილიუმი ბორი ნახშირბადი აზოტი ჟანგბადი ფთორი ნეონი
ნატრიუმი მაგნიუმი ალუმინი სიცილიუმი ფოსფორი გოგირდი ქლორი არგონი
კალიუმი კალციუმი სკანდიუმი ტიტანი ვანადიუმი ქრომი მანგანუმი რკინა კობალტი ნიკელი სპილენძი თუთია გალიუმი გერმანიუმი დარიშხანი სელენიუმი ბრომი კრიპტონი
რუბიდიუმი სტრონციუმი იტრიუმი ცირკონიუმი ნიობიუმი მოლიბდენი ტექნეციუმი რუთენიუმი როდიუმი პალადიუმი ვერცხლი კადმიუმი ინდიუმი კალა სტიბიუმი ტელური იოდი ქსენონი
ცეზიუმი ბარიუმი ლანთანი ცერიუმი პრაზეოდიმიუმი ნეოდიმიუმი პრომეთიუმი სამარიუმი ევროპიუმი გადოლინიუმი ტერბიუმი დისპროზიუმი ჰოლმიუმი ერბიუმი თულიუმი იტერბიუმი ლუტეციუმი ჰაფნიუმი ტანტალი ვოლფრამი რენიუმი ოემიუმი ირიდიუმი პლატინა ოქრო Mercury (element) თალიუმი ტყვია ბისმუტი პოლონიუმი ასტატი რადონი
ფრანციუმი რადიუმი აქტინიუმი თორიუმი პროტაქტინიუმი ურანი (ელემენტი) ნეპტუნიუმი პლუტონიუმი ამერიციუმი კიურიუმი ბერკელიუმი კალიფორნიუმი აინშტაინიუმი ფერმიუმი მენდელევიუმი ნობელიუმი ლოურენსიუმი რეზერფორდიუმი დუბნიუმი სიბორგიუმი ბორიუმი ჰასიუმი მეიტნერიუმი დარმშტადტიუმი რენტგენიუმი კოპერნიციუმი ნიჰონიუმი ფლეროვიუმი მოსკოვიუმი ლივერმორიუმი ტენესიუმი ოგანესონი


Tb

Bk
გადოლინიუმიტერბიუმიდისპროზიუმი
ატომური ნომერი (Z) 65
ჯგუფი III ჯგუფი (ლანთანოიდები)
პერიოდი პერიოდი 6
ბლოკი f-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია [Xe] 4f9 6s2
ელექტრონი გარსზე 2, 8, 18, 27, 8, 2
ელემენტის ატომის სქემა
Electron shell 065 Terbium.svg
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში მყარი სხეული
დნობის
ტემპერატურა
1356 °C ​(1629 K, ​2473 °F)
დუღილის
ტემპერატურა
3123 °C ​(3396 K, ​5653 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.) 8.23 გრ/სმ3
სიმკვრივე (ლ.წ.) 7.65 გრ/სმ3
დნობის კუთ. სითბო 10.15 კჯ/მოლი
აორთქ. კუთ. სითბო 391 კჯ/მოლი
მოლური თბოტევადობა 28.91 ჯ/(მოლი·K)
ნაჯერი ორთქლის წნევა
P (პა) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T (K)-ზე 1789 1979 (2201) (2505) (2913) (3491)
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი 0, +1, +2, +3, +4 (a mildly basic oxide)
ელექტროდული პოტენციალი
ელექტრო­უარყოფითობა პოლინგის სკალა: 1.2
იონიზაციის ენერგია
  • 1: 565.8 კჯ/მოლ
  • 2: 1110 კჯ/მოლ
  • 3: 2114 კჯ/მოლ
ატომის რადიუსი ემპირიული: 177 პმ
კოვალენტური რადიუსი (rcov) 194±5 პმ
მოლური მოცულობა 19,2 სმ3/მოლი
Terbium spectrum visible.png
ტერბიუმის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
მესრის სტრუქტურა ჰექსაგონალური
Hexagonal close packed.svg
მესრის პერიოდი 3,600 Å
ბგერის სიჩქარე thin rod 2620 მ/წმ (at 20 °C)
თერმული გაფართოება 10.3 µმ/(მ·K)
თბოგამტარობა 11.1 ვტ/(·K)
ელექტრული წინაღობა 1.150 Ω·m
მაგნეტიზმი paramagnetic at 300 K
მაგნიტური მგრძნობელობა +146 000.0×10−6 სმ3/მოლ
იუნგას მოდული 55.7 გპა
წანაცვლების მოდული 22.1 გპა
დრეკადობის მოდული 38.7 გპა
პუასონის კოეფიციენტი 0.261
ვიკერსის მეთოდი 450–865 მპა
ბრინელის მეთოდი 675–1200 მპა
CAS ნომერი 7440-27-9
ისტორია
სახელი დაარქვა after Ytterby (Sweden), where it was mined
ტერბიუმის მთავარი იზოტოპები
იზო­ტოპი გავრცე­ლება­დობა ნახევ.
დაშლა
(t1/2)
რადიო.
დაშლა
პრო­დუქტი
157Tb syn 71 y ε 157Gd
158Tb syn 180 y ε 158Gd
β 158Dy
159Tb 100% სტაბილური

ისტორიარედაქტირება

1843 წ. პირველად შვედმა ქიმიკოსმა კ. გ. მოსანდერმა დაშალა Y2O3-ის კონცენტრატი იტრიუმის, ტერბიუმის და ერბიუმის ოქსიდებად. XX საუკუნის დასაწყისში ფრანგმა მეცნიერმა ჟ. ურბენმა პირველად მიიღო სუფთა ტერბიუმი. სუფთა სახით იგი არ იყო გამოყოფილი იონ-გაცვლითი ტექნოლოგიების შემუშავებამდე. როდესაც მონსანდერმა პირველად დაყო ”იტრია” სამ ფრაქციად. "terbia"-ს ფრაქცია იყო ვარდისფერი (ამჟამად, რომელიც ცნობილია როგორც ერბიუმი) და "erbia" იყო ფრაქცია, რომელიც ჩვეულებრივ ხსნარში იყო უფერო, მაგრამ იძლეოდა მოყავისფრო ოქსიდს. მოგვიანებით მკვლევარებს შეექმნათ სიძნელეები მის არმოჩენასთან დაკავშირებით, მაგრამ ვარდისფერი ფრაქციის წარმოქმნას ყოველთვის ჰქონდა ადგილი.

ყველა შემთხვევაში, როგორც ამჟამად ცნობილია ტერბიუმი მხოლოდ საწყისი იტრიას 1% შეადგენდა, მაგრამ ეს არ იყო საკმარისი დაედგინათ, რომ მოყვითალო ფერი ეკუთვნოდა ოქსიდს.ამგვარად, ტერბიუმი იყო საწყისი, ტერბიუმის ფრაქციის მცირე კომპონენტი, ხოლო დომინანტებს წარმოადგენდა მისი უშუალო მეზობლები: გადოლინიუმი და დისპროზიუმი.

სახელწოდების წარმომავლობარედაქტირება

ტერბიუმმა კიდევ სამი (ერბიუმი, იტერბიუმი, იტრიუმი) ელემენტთან ერთად სახელწოდება მიიღო სოფელ იტერბიუს პატივსაცემად, რომელიც მდებარეობს სტოკჰოლმის არქიპელაგის კუნძულ რესარიოზე.

ფიზიკური თვისებებირედაქტირება

ტერბიუმი მოვერცხლისფრო-თეთრი იშვიათ მიწა ლითონია, რომელიც ელასტიკური, ჭედადი და რბილია (ადვილად იჭრება დანით). სხვა ლანთანოიდებთან შედარებით ჰაერზე მდგრადია. ტერბიუმი გვხვდება ორი კრისტალური ალოტროპიული სახით, რომლებიც ერთმანეთში გადადის 1289 °C.

ტერბიუმ(III) კათიონს აქვს ბრილიანტისებრი ფლუორესცენცია, კაშკაშა ლიმონისფერ-ყვითელ ფერით, რაც გამოწვეულია მკვეთრი მწვანე ნათების კომბინაციით, სხვა ნარინჯისფერ და წითელ ნათებასთან ერთად.

ტერბიუმი ადვილად იჟანგება და იგი თავისი ელემენტური ფორმით გამოიყენება მხოლოდ კვლევითი მიზნებისათვის. ტერბიუმის ატომები შეიძლება გამოიყოს მათი ფულე-რენის მოლეკულებში ჩანერგვით.

ტერბიუმს გააჩნია მარტივი ფერომაგნიტური რიგი 219K დაბალ ტემპერატურაზე. 219K ტემპერატურაზე ზემოთ იგი გადადის სპირალურ, ანტიფერომაგნიტურ მდგომარეობაში, რომელშიც ყველა ატომური მომენტი პარალელურია ბაზისის სიბრტყის ფენისა. ეს არაჩვეულებრივი ანტიფერომაგნიტიზმი 230K ტემპერატურაზე გარდაიქმნება უწესრიგო პარამაგნიტურ მდგომარეობად.

იზოტოპებირედაქტირება

ბუნებაში გავრცელებული ტერბიუმი შედგება ერთი სტაბილური იზოტოპისაგან - 159Tb. დახასიათებულია მისი 33 რადიოიზოტოპი, რომელთაგან ყველაზე მდგრადია 158Tb (ნახევარდაშლის პერიოდია 180 წელი), 157Tb (ნახევარდაშლის პერიოდია 71 წელი) და 169Tb (ნახევარდაშლის პერიოდია 71 დღე). ყველა დანარჩენი რადიოიზოტოპის ნახევარდაშლის პერიოდი 6.907 დღეზე ნაკლებია. ამ ელემენტს აგრეთვე გააჩნია 18 მეტა მდგომარეობა, რომელთაგან ყველაზე სტაბილურია 156მ1Tb (t½ 24.4 სთ), 154მ2Tb (t½ 22.7 სთ) და 154მ1Tb (t½ 9.4 სთ).

ქიმიური თვისებებირედაქტირება

ტერბიუმის ყველაზე ჩვეულებრივი სავალენტო მდგომარეობაა +3 დაჟანგულობის რიცხვით, მაგალითად Tb2O2. +4 მდგომარეობა ცნობილია TbO2-სა და TbF4-ში. ტერბიუმი ადვილად იწვის და წარმოქმნის ტერბიუმის (III,IV) ოქსიდების ნარევს.

8 Tb + 7 O2 → 2 Tb4O7

ხსნარებში ტერბიუმი მხოლოდ სამვალენტიან იონს წარმოქმნის. ტერბიუმი საკმაოდ ელექტროდადებითია, ნელა ურთიერთქმედებს ცივ წყალთან და საკმაოდ სწრაფად შედის რეაქციაში ცხელ წყალთან, ტერბიუმის ჰიდროქსიდის წარმოქმნით.

2 Tb (მყ) + 6 H2O (სითხე) → 2 Tb(OH)2 (ხსნ.) + 3H2 (აირი)

ტერბიუმი ურთიერთქმედებს ყველა ჰალოგენთან:

2 Tb (მყ) + 3 F2 (აირი) → 2 TbF2 (მყ) [თეთრი]

2 Tb (მყ) + 3 Cl2 (აირი) → 2 TbCl2 (მყ) [თეთრი]

2 Tb (მყ) + 3 Br2 (აირი) → 2 TbBr2 (მყ) [თეთრი] 2 Tb (მყ) + 3 I2 (აირი) → 2 TbI2 (მყ)

ტერბიუმი სწრაფად იხსნება განზავებულ გოგირდმჟავაში და წარმოქმნის მკრთალ ვარდისფერ Tb(III) იონების შემცველ ხსნარს, რომელიც არსებობს [Tb(OH2)9]3+ კომპლექსებში.

2 Tb (მყ) + 3 H2SO4 (სითხე) → 2 Tb+3(სითხე) + 3 SO2−4 (სითხე) + 3 H2 (აირი)

ბუნებაშირედაქტირება

ტერბიუმის კლარკი დედამიწის ქერქში არის (ტეილორის მიხედვით) 4,3 გრ/ტ. ელემენტი ტერბიუმი ბუნებაში თავისუფალი სახით არ გვხვდება, მაგრამ მას შეიცავს მრავალი მინერალი, მათ შორის ცერიტი, გადოლინიტი, მონაციტი ((Ce,La,Th,Nd,Y)PO4, რომელიც ტერბიუმს შეიცავს 0.03% ზემოთ), ქსენოთაიმი (YPO4) და ეუქსენიტი ((Y,Ca,Er,La,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6, რომელიც შეიცავს 1%-ზე მეტ ტერბიუმს). დედამიწის ქერქში ტერბიუმის გავრცელება შეადგენს 1.2მგ/კგ.

ტერბიუმის უმდიდრეს კომერციულ წყაროს წარმოადგენს იონ-ადსორბციული თიხები სამხრეთ ჩინეთიდან. მათში ორი მესამედი (წონით) არის იტრიუმის ოქსიდი და დაახლოებით 1%-ია ტერბიუმი. თუმცა იგი მცირე რაოდენობით გვხვდება ბასთნეზიტში და მონაციტში. ეს მინერალები დაამუშავეს გამხსნელით - ექსტრაქციით, რათა გამოეყოთ მძიმე ლანთანოიდები ”სამარიუმ-ევროპიუმ-გადოლინიუმ კონცენტრატის”(SEG concentrate), ფორმით.

საბადოებირედაქტირება

ტერბიუმი შედის ლანთანოიდების შემადგენლობაში, რომლებიც ხშირად გვხვდება აშშ, ყაზახეთში, რუსეთში, უკრაინაში, ავსტრალიაში, ბრაზილიაში, ინდოეთში, სკანდინავიაში.

მიღებარედაქტირება

ტერბიუმ-შემცველი მინერალის მცირე ზომის ნატეხები მუშავდება ცხელი კონცენტრირებული გოგირდმჟავათი და წარმოიქმნება იშვიათ მიწა ელემენტების წყალში ხსნადი სულფატები. მჟავა ფილტრატი ნაწილობრივ ნეიტრალიზდება კაუსტიკური სოდით, pH 3-4-მდე. თორიუმი ჰიდროქსიდის სახით გამოილექება ხსნარიდან და მოცილდება მას. ამის შემდეგ ხსნარი მუშავდება ამონიუმის ოქსალატით, რომელსაც იშვიათ მიწათა ელემენტები გადაჰყავს თავის შესაბამის უხსნად ოქსალატებში. ოქსალატები გახურებით გადადის ოქსიდებში, რომლებიც იხსნებიან აზოტმჟავაში, გარდა ძირითადი კომპონენტისა, ეს არის ცერიუმი, რომლის ოქსიდიც არ იხსნება HNO2. ტერბიუმი გამოიყოფა ამონიუმის ნიტრატით კრისტალიზაციით, ორმაგი მარილის სახით.

ტერბიუმის მარილების გამოყოფა იშვიათ მიწა მარილების ხსნარებიდან ყველაზე ეფექტურია იონ-გაცვლითი ტექნოლოგიებით. ამ პროცესში, იშვიათ მიწათა ელემენტების იონები იხსნებიან შესაბამის იონ-გაცვლით ფისში, ამ უკანასკნელში არსებული იონებით მიმოიცვლებიან წყალბადის, ამონიუმის ან სპილენძის იონებით. იშვიათ მიწათა იონები შემდგომ სელექტიურად გამოირეცხება შესაბამისი კომპლექსური აგენტით. სხვა იშვიათ მიწათა ელემენტების მსგავსად, ლითონური ტერბიუმი მიიღება ლითონური კალციუმით უწყლო ქლორიდის ან ფტორიდის აღდგენით. კალციუმის ან ტანტალის მინარევები შეიძლება მოვილდეს ვაკუუმში ხელახალი გალღობით, გამოხდით, ამალგამის წარმოქმნით ან ზონური ლღობით.

ღირებულებარედაქტირება

99—99,99 %-ის სიწმინდის ლითონური ტერბიუმის ღირებულება მიახლოებით 266 ევრო 10 გრამში.

გამოყენებარედაქტირება

ტერბიუმი — მეტად არაჩვეულებრივი ლითონია ლანთანოიდებს შორის და აქვს უნიკალური ფიზიკური მახასიათებლების მთელი სპექტრი, ასევე ეს ეხება მის შენადნობებს და ნაერთებს. ტერბიუმი მონოიზოტოპიური ელემენტია (ტერბიუმ-159).

მანიტური მასალებირედაქტირება

ტერბიუმ-კობალტის მონოკრისტალური შენადნობი აბსოლუტურ ნულის ტემპერატურასთან ახლოს წარმოადგენს ყველაზე მძლავრ მყარმაგნიტ მასალას (408 კჯ/მ), რაც 5—7 ჯერ მეღალია, ვიდრე სამარიუმ-კობალტის ან რკინა-ნეოდიუმ-ბორის შენადნობებს.

თერმოელექტრული მასალებირედაქტირება

ტერბიუმის ტელურიდი კარგი თერმოელექტრული მასალაა და ტერბიუმზე ფასის დაწევისას შეიძლება მისი ფართოდ გამოყენება თერმოელექტროგენერატორების წარმოებაში (თერმო-ე.მ.ძ. 160—170 მკვ/К).

ლაზერის მასალებირედაქტირება

ტერბიუმ გალიუმის ძოწი (ტგძ) გამოიყენება ლაზერულ ტექნიკაში როგორც ოპტიკური იზოლატორი და ფარადეის მბრუნავი.

ლუმინოფორებირედაქტირება

ტერბიუმის ვოლფრამატი მუდმივად იწარმოება და გამოიყენება ელექტრონიკაში როგორც ლუმინოფორი. OLED- მოწყობილობებში გამოყენებას ჰპოვებს ტერბიუმის კომპლეხსური ნაერთები (ევროპიუმთან და სამარიუმთან ერთად). ეს დაკავშირებულია კარგ ლუმინესცენტურ მახასიათებლებზე - ლუმინოსცენციის მაღალ ინტენსივობაზე და სპექტრის ხაზების მცირე ნახევარსიფართეზე. ასეთი სუპრამოლეკულარული ფოტოფიზიკური მოწყობილობების მოქმედების პრინციპი (გამსაზღვრულია ჟ.მ. ლენა) დაფუძნებულია ანტენის ეფექტს.

გიგანტური მაგნითოკალორიული ეფექტირედაქტირება

ტერბიუმის და გადოლინიუმის შენადნობები ავლენენ მნიშვნელოვან მახასიათებლებს მაგნიტური მაცივრების კონსტრუირებისათვის.

კატალიზატორებირედაქტირება

ტერბიუმის ოქსიდი გამოიყენება როგორც მაღალეფექტური ჟანგვის კატალიზატორი.

ელექტრონიკარედაქტირება

ტერბიუმის ფტორიდი ცერიუმისა და იტრიუმის ფტორიდებთან ერთად გამოიყენება მიკროელექტრონიკაში როგორც სილიციუმის საფარი.

კომპიუტერების წარმოებარედაქტირება

ბოლო წლებში კომპიუტერების წარმოებაში განსაკუთრებული მნიშვნელობა შეიძინა ტერბიუმის ფერიტმა.

რესურსები ინტერნეტშირედაქტირება

ვიკისაწყობში არის გვერდი თემაზე:

სქოლიორედაქტირება