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鋱
(化學元素)
鎖定
鋱(Terbium)
[1]
是鑭系元素中的一員,原子序數為65,元素符號Tb,位於第六週期ⅢB族,單質為銀白色金屬,屬稀土金屬,有毒。自然界只有一種穩定同位素,另有20种放射性同位素,六方晶格,溶於稀酸,與水反應較緩慢。具有較高的反應性。應保存在充有惰性氣體的容器或真空容器中。
- 中文名
- 鋱
- 外文名
- Terbium
- CAS登錄號
- 7440-27-9
- EINECS登錄號
- 231-137-6
- 熔 點
- 1356 ℃
- 沸 點
- 3230 ℃
- 密 度
- 8.23 g/cm³
- 外 觀
- 銀白色金屬
- 應 用
- 用於合金,燃料電池穩定劑,也用於生產電子裝置
- 安全性描述
- S16;S22;S24/25;S26;S27;S28;S36/37/39;S45
- 危險性符號
- F;T
- 危險性描述
- R11;R23/24/25;R34
- UN危險貨物編號
- 3089
- 元素符號
- Tb
- 原子序數
- 65
- 原子量
- 158.93
- 週 期
- 第六週期
- 族
- III B族
- 元素類別
- 鑭系元素
- 電子排布
- [Xe] 4f9 6s2
- 原子半徑
- 177pm
- 區
- f區
鋱發現簡史
1843年瑞典的莫桑德爾(Karl G.Mosander)通過對釔土的研究,發現鋱元素(Terbium)。鋱的應用大多涉及高技術領域,是技術密集、知識密集型的尖端項目,又是具有顯著經濟效益的項目,有着誘人的發展前景。在發現鑭的同一時期裏,莫桑德爾對最初發現的釔進行了分析研究,並於1842年發表報告,明確最初發現的釔土不是單一的元素氧化物,而是三種元素的氧化物。他把其中的一種仍稱為釔土,其中一種命名為terbia(鋱土)。元素符號定為Tb。它的命名來源和釔一樣,出自最初發現釔礦石的產地,瑞典斯德哥爾摩附近的Ytterby村莊)。
鋱和另兩個元素鑭、鉺的發現打開了發現稀土元素的第二道大門,是發現稀土元素的第二階段。他們的發現是繼鈰和釔兩個元素後又找到稀土元素中的三個。一共是五個了。
鋱礦藏分佈
與其他稀土元素共存於獨居石砂中,其中鋱的含量為0.03%。其他來源還有磷釔礦和黑稀金礦,兩者都是氧化物混合物,含有高達1%的鋱。
鋱理化性質
柔軟有延展性的銀灰色稀土金屬。高温下易被空氣所腐蝕;室温下腐蝕極慢。溶於酸,鹽類無色。氧化物Tb4O7是棕色。
CAS號:7440-27-9
密度:8.27g/cm3(25℃)
核電荷數:65
晶體結構:六方晶胞。
晶胞參數:a = 360.1pm;b = 360.1pm;c = 569.36pm;α = 90°;β = 90°;γ = 120°
沸點:3503K(3230°C)
摩爾體積:19.3×10-6m3/mol
汽化熱:330.9kJ/mol
熔化熱:10.8kJ/mol
聲速:2620m/s(293.15K)
相對原子質量:158.925
外圍電子排布:4f96s2
核外電子排布:2,8,18,27,8,2
單質熔點:1356℃
單質沸點:3230℃
原子半徑:2.51埃
共價半徑:1.59埃
電負性:1.2(鮑林標度)
比熱:180J/(kg·K)
電導率:0.889×106/m·Ω
熱導率:11.1W/(m·K)
第一電離能:565.8kJ/mol
第二電離能:1110kJ/mol
第三電離能:2114kJ/mol
第四電離能:3839kJ/mol
氧化鋱
三氧化二鋱
分子式是Tb2O3
[3]
,白色粉末。與其他主要鑭系氧化物類似,三氧化二鋱有兩種晶體結構。較穩定的一種結構是缺陷螢石型結構(方鐵錳礦結構),晶格參數 a = 10.72Å。另一種結構則為單斜晶系,可在熔融氧化鋱/氧化鎂結晶時生成。
氟化鋱;
四氟化鋱
鋱應用領域
醫療:診斷人的骨和肺等使用的X射線照相必須用鋱。為提高X射線底片的感光度,就需要受到X射線照射就能發出熒光的增感劑。提高底片感光度的增感劑Gd2O2S中就使用了Tb3+。
磁偏斜:材料在磁化方向上伸縮,即尺寸的改變叫磁偏斜,又叫做磁歪。鋱-鐵,鋱-鏑-鐵具有大的磁偏斜效果,用於計算機打印機的打印頭及精密加工設備。這個秘密在於鋱的平坦的4f電子雲的形狀,並且在加了磁場後,為了讓電子運動,依靠與其有對應關係的周圍原子的運動。
激活劑:熒光粉用於三基色熒光粉中的綠粉的激活劑,如鋱激活的磷酸鹽基質、鋱激活的硅酸鹽基質、鋱激活的鈰鎂鋁酸鹽基質,在激發狀態下均發出綠色光。
光磁盤:作為計算機記錄媒體的光磁盤,使用了鋱-鐵-鈷合金為代表的重稀土類元素-過渡金屬元素系列的合金。激光照射時,利用由表面磁化的反射光的變化寫入、讀出信息。
磁光貯存材料,鋱系磁光材料已達到大量生產的規模,用Tb-Fe非晶態薄膜研製的磁光光盤,作計算機存儲元件,存儲能力提高10~15倍。
磁光玻璃:含鋱的法拉第旋光玻璃是製造在激光技術中廣泛應用的旋轉器、隔離器和環形器的關鍵材料。特別是鋱鏑鐵磁致伸縮合金(TerFenol)的開發研製,
Terfenol是70年代才發現的新型材料,該合金中有一半成份為鋱和鏑,有時加入鈥,其餘為鐵,該合金由美國依阿華州阿姆斯實驗室首先研製,當Terfenol置於一個磁場中時,其尺寸的變化比一般磁性材料變化大這種變化可以使一些精密機械運動得以實現。鋱鏑鐵開始主要用於聲納,已廣泛應用於多種領域,從燃料噴射系統、液體閥門控制、微定位到機械致動器、機構和飛機太空望遠鏡的調節、機翼調節器到個別種類的揚聲器的製作等領域。
鋱還可以用於船舶及管線等焊點的非破壞性檢查。
特種激光器和固態元件中用到少量的鋱。
鋱毒理性分析
1、蠶豆微核試驗、染色體畸變試驗結果顯示:硝酸鋱能誘發蠶豆根尖細胞產生微核,在3-24μg/mL濃度範同內呈劑量一效應關係,能誘發染色體畸變,在3-12μg/mL濃度範圍內呈劑量一效應關係,説明稀土元素鋱對蠶豆根尖具有一定的遺傳毒性。
2、有絲分裂指數試驗結果顯示:低濃度下(3-12μg/mL)的硝酸鋱能促進蠶豆根尖細胞有絲分裂,MI升高.但隨着濃度的升高,MI下降.説明稀土元素鋱對蠶豆根尖具有一定的細胞毒性.有關研究咐旨出,蠶豆根尖細胞微核指標與哺乳動物細胞微核指標有非常顯著的相關,説明在同一系統發育水平的兩類物種對損害遺傳物質DNA的崗素有着相同的效應,可以顯示稀土元素鋱對生物存在潛在影響.