Terbium
Inhoudsopgave
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
| 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
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.
| Nummer | Naam | Symbool | Atoommassa (u) | Abundantie (%) |
|---|---|---|---|---|
| 65 | Terbium | 159 Tb | 158,925343 | 100 |
Radioisotopen
| 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
