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铽(化学元素)

铽  是镧系元素中的一员,原子序数65。银白色金属,元素符号Tb,属稀土金属,有毒。它的化合物可做杀虫剂,亦用来治疗皮肤病。铽的贵重性和其具有的许多优异特性,使其在一些应用领域处于无可取代的地位。它在农业、工业、畜牧业、医药卫生、高新技术产业等领域得到广泛应用。

1843年瑞典的莫桑德(Karl G.Mosander)通过对钇土的研究,发现铽愚欢谅元素(Terbium)。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,又是具有舟舟显著经济效益的项目,有着诱人的发展前景。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,明确最初发现的钇炼全霸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,其中请端多一种命名为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Ytterby村庄)。

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归垫采良门,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。

少量存在于磷铈钍砂和硅铍钇矿中。铽与其他稀土元素共存于独居石砂中,其中铽的含量一般为0.03%。其他来源还有磷钇矿和黑稀金矿,两者都是氧化物的混合物,含有高达1%的铽。

与其他稀土元素共存于独居石砂中,其中铽的含量为0.03%。其他来源还有磷钇矿和黑稀金矿,两者都是氧化物混合物,含有高达1%的铽。

柔软有延展性的银灰色稀土金属。高温下易被空气所腐蚀;室温下腐蚀极慢。溶于酸,盐类无色。氧化物Tb4O7是棕色。

元素周期表

总体特性

名称,符号殃旬芝霉,序号 铽、Tb、65

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

CAS号:7440-27-9

密度:8.27 g/cm(25℃) 

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

Image:Tb,65.jpg

地壳含量 无数据

原子属性:

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

共价半径 无数据

范德华半径 无数据

价电子排布 [氙]4f9 6s2

电子在每能级的排布 2,8,18,27,8,2

核电荷数:65

电子层:K-L-M-N-O-P

电离能(kJ /mol)

M - M+ 564.6

M+ - M2+ 1112

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

物理属性

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

蒸气压 无数据

声速 2620 m/s(293.15K)

元素符号:Tb 英文名:Terbium 中文名:铽

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]

电子亲合和能:0 KJ·mol-1

第一电离能:564 KJ·mol-1 第二电离能:1112 KJ·mol-1 第三电离能:0 KJ·mol-1

单质熔点:1360.0 ℃ 单质沸点:3041.0 ℃

原子半径:2.51 埃 离子半径:1.18(+3) 埃 共价半径:1.59 埃

常见化合物:无

电负性 1.2(鲍林标度)

比热 180 J/(kg·K)

电导率 0.889×106/(米欧姆)

热导率 11.1 W/(m·K)

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

第四电离台整兵能 3839 kJ/mol

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年 电子捕获 0.060 157Gd

158Tb 人造 180年 电子捕获

β衰变 1.220

0.937 158Gd

158Dy

159Tb 100 % 稳定

氧化铽

用于制作金属铽、磁光玻璃、荧光粉、磁光贮存、化工添加剂 等 

三氧化二铽

分子式是Tb2O3  。白色粉末。与其他主要镧系氧化物类似,三氧化二铽有两种晶体结构。较稳定的一种结构是缺陷萤石型结构(方铁锰矿结构),晶格参数 a = 10.72 Å。[4] 另一种结构则为单斜晶系,可在熔融氧化铽/氧化镁结晶时生成。

氟化铽;

分子式:TbF3  性质:为白色面心立方或斜方晶体。熔点1172℃。制备方法及化学性质同于氟化镧。可用于制取金属铽及磁致伸缩材料。

四氟化铽

分子式: TbF4  

性质:白色UF4结构。可缓慢地溶解在稀硝酸中得到Tb3+和O2。其在室温和真空下就有相当大的分解压力,在低温下就分解而失去氟。制备方法同于四氟化铈。

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+。

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-镝-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-铁-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10~15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,

Terfenol是70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。

王春侠曾以蚕豆为材料  ,研究了铽的遗传毒性、细胞毒性.1.蚕豆微核试验、染色体畸变试验结果显示:硝酸铽能诱发蚕豆根尖细胞产生微核,在3—24‘μg/mL浓度范同内呈剂量一效应关系;能诱发染色体畸变,在3—12μg/mL浓度范围内呈剂量一效应关系,说明稀土元素铽对蚕豆根尖具有一定的遗传毒性.2.有丝分裂指数试验结果显示:低浓度下(3一12μg/mL)的硝酸铽能促进蚕豆根尖细胞有丝分裂,MI升高.但随着浓度的升高,MI下降.说明稀土元素铽对蚕豆根尖具有一定的细胞毒性.有关研究咐旨出,蚕豆根尖细胞微核指标与哺乳动物细胞微核指标有非常显著的相关,说明在同一系统发育水平的两类物种对损害遗传物质DNA的岗素有着相同的效应,可以显示稀土元素铽埘生物存在潜在影响.



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