periodiek systeem

Terbium

Wat is Terbium?

Terbium heeft atoomnummer 65 en symbool Tb. Het behoort tot de zeldzame aardmetalen en het kan gewonnen worde uit mineralen als bastnasiet en monaziet. Het behoort tot de lanthaniden. Terbium werd in 1843 ontdekt door Carl Mosander die ook erbium en lanthaan isoleerde. Hij bestudeerde het mineraal gadoliniet dat ook dysprosium, terbium, ytterbium, thulium en yttrium bevat. De belangrijkste winningsgebieden bevinden zich in Australië, Brazilië, China, India, Sri Lanka en de Verenigde Staten. De grootste mijnen bevinden zich in het zuiden van China.

Gegevens

 

Tabel 1 – gegevens element Terbium
Symbool Tb
Volledige naam Terbium
Atoomnummer 65
Atoommassa (g.mol-1 ) 158,924
Groep Lanthaniden
Elektronegativiteit (Pauling) 1,2
Dichtheid (g.cm-3 ) bij 20°C0 8,3
Smeltpunt (°C) 1357
Kookpunt (°C) 3227
Vanderwaalstraal (nm)
Ionstraal (nm)
Isotopen 34, waarvan 33 radioactief
Elektronenconfiguratie [Xe]4f9 6s2
Eerste ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) 563,5
Tweede ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) 1109,6
Derde ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) 2114,01
Standaard potentiaal (V) -2,39
Ontdekt door Carl Gustaf Mosander in 1843

Bohr-Rutherford diagram

elektronenschilconfiguratie van 65 Terbium
elektronenschilconfiguratie van 65 Terbium

CC BY-SA 2.0 uk, Link

Isotopen, fysische & chemische eigenschappen

Terbium is een zacht, buigzaam en vervormbaar metaal. Het heeft een zilvergrijze kleur en het oxideert langzaam. Het komt voor in mineralen als monaziet, euxeniet, xenotiem, gadoliniet en koolstof. Terbium komt voor als terbiumhydride en terbiumtelluride. De meest voorkomende oxidatietoestand is +3 maar ook +1, +2 en +4 komen voor. Er zijn 9 stabiele isotopen en 36 radioactieve isotopen bekend. Radio-isotopen zijn o.a. 157Tb, 158Tb, 135Tb, 171Tb. 171Terbium is het zwaarst bekende isotoop en Tb-158 is het meest stabiele synthetisch gemaakte isotoop. Sommige isotopen hebben een halfwaardetijd van minder dan 30 seconden. Terbium kan fluorides, jodides, bromides en chlorides vormen. Het kookpunt van Terbium is 3041 °C en het smeltpunt 1360 °C.

Tabel 2 – natuurlijke isotopen en abundanties
Nummer Naam Symbool Atoommassa (u) Abundantie (%)
65 Terbium 159 Tb 158,925343 100

Radioisotopen

Tabel 3- radioisotopen van terbium
Nuclide Isotopische massa (u) Halveringstijd
136Tb 135,96138 0,2 s
137Tb 136,95598 600 ms
138Tb 137,95316 800 ms
139Tb 138,94829 1,6 s
140Tb 139,94581 2,4 s
141Tb 140,94145 3,5 s
142Tb 141,93874 597 ms
143Tb 142,93512 12 s
144Tb 143,93305 ± 1 s
145Tb 144,92927 20 min
146Tb 145,92725 8 s
147Tb 146,92404 1,64 uur
148Tb 147,92427 60 min
149Tb 148,92324 4,118 uur
150Tb 149,92366 3,48 uur
151Tb 150,92310 17,609 uur
152Tb 151,92407 17,5 uur
153Tb 152,92343 2,34 dagen
154Tb 153,92468 21,5 uur
155Tb 154,92350 5,32 d
156Tb 155,92474 5,35 dagen
157Tb 156,92402 71 jaar
158Tb 157,92541 180 jaar
160Tb 159,92716 72,3 dagen
161Tb 160,92756 6,906 dagen
162Tb 161,92949 7,60 min
163Tb 162,93064 19,5 min
164Tb 163,93335 3,0 min
165Tb 164,93488 2,11 min
166Tb 165,93799 25,6 s
167Tb 166,94005 19,4 s
168Tb 167,94364 8,2 s
169Tb 168,94622 2 s
170Tb 169,95025 3 s
171Tb 170,95330 500 ms

Toepassingen, voorkomen & productie

Het metaal wordt gebruikt als doteringsmiddel in verschillende verbindingen zoals strontiummolybdaat, calciumwolframaat en calciumfluoride. In het algemeen zijn er weinig toepassingen en dat komt doordat het een duur en zeldzaam element is. Het wordt voornamelijk gebruikt in brandstofcellen, televisiebuizen, halfgeleiders, lasers en elektronische apparaten. Het element wordt ook gebruikt in magnetomechanische apparaten, sonarsystemen, actuatoren en legeringen. Daarnaast wordt het element gebruikt om hoge definitieschermen en verlichtingsarmaturen te maken, waaronder trichromatische verlichting. Terbium heeft ook toepassingen in de biochemie. Samen met UV-licht worden de ionen gebruikt om micro-organismen te detecteren. Tb-ionen worden ook gebruikt om valse bankbiljetten op te sporen.

Magneten voor elektrische auto’s bevatten een legering van dysprosium, terbium en neodymium‎. Windturbines die elektrische motoren aandrijven hebben ook dergelijke magneten. Ze wekken bij hoge temperaturen energie op. Om het metaal te produceren wordt er gebruik gemaakt van elektrolyse en reductie. Terbium wordt ook gewonnen uit monaziet zand, euxeniet en xenotiem. Terbium komt niet als vrij element in de natuur voor maar het wordt in verschillende ertsen gevonden. Jaarlijks wordt er wereldwijd ongeveer 10 ton terbium geproduceerd.

Gezondheid & Milieu

Het element is licht giftig maar de verbindingen zijn irriterend voor ogen en huid. Het element is geen gevaar voor het milieu en is geen gevaar door plant en dier. Terbium heeft geen biologische functie en het is lastig te isoleren. Nader onderzoek naar de toxiciteit moet nog worden uitgevoerd.

Spectra

Absorptiespectrum

Emissiespectrum