Тербий

Тербий
Атомный номер	65
Внешний вид простого вещества	редкоземельный мягкий, вязкий металл серебристо-серого цвета
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	158,92534 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	180 пм
Энергия ионизации (первый электрон)	569,0 (5,90) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Xe] 4f9 6s2
Химические свойства
Ковалентный радиус	159 пм
Радиус иона	(+4e) 84 (+3e) 92,3 пм
Электроотрицательность (по Полингу)	1,2
Электродный потенциал	Tb←Tb3+ -2,31 В
Степени окисления	4, 3
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность	8,229 г/см³
Молярная теплоёмкость	29[1] Дж/(K·моль)
Теплопроводность	11,1 Вт/(м·K)
Температура плавления	1 629 K
Теплота плавления	n/a кДж/моль
Температура кипения	3 296 K
Теплота испарения	389 кДж/моль
Молярный объём	19,2 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	гексагональная
Параметры решётки	3,600 Å
Отношение c/a	1,581
Температура Дебая	n/a K

В 1843 г. впервые шведский химик К. Г. Мосандер разложил концентрат Y2O3 на иттриевый, тербиевый и эрбиевый оксиды. В начале 19 века французский химик Ж. Урбен первым получил чистый тербий.

Происхождение названия

Наряду ещё с тремя химическими элементами (эрбий, иттербий, иттрий) получил название в честь села Иттербю, находящегося на острове Ресарё, входящем в Стокгольмский архипелаг.

Получение

Выделяют тербий из смеси редкоземельных элементов методами ионной хроматографии или экстракции.

Цены

Цены на металлический тербий чистотой 99—99,99 % составляют около 266 евро за 10 г.

Применение

Тербий — весьма необычный металл из ряда лантаноидов и обладает значительным спектром уникальных физических характеристик, впрочем, как и ряд его сплавов и соединений. Тербий моноизотопный элемент (тербий-159).

Гигантский магнитострикционный эффект. Производство магнитострикционных сплавов

Сплав тербий-железо лучший магнитострикционный материал современной техники (особенно его монокристалл) и применяется для производства мощных приводов малых перемещений (например адаптивная оптика крупных телескопов-рефлекторов), источников звука огромной мощности, сверхмощных ультразвуковых излучателей, кроме того ряд соединений тербия так же обнаруживает гигантскую магнитострикцию и в этом отношении особый интерес представляет титанат тербия и в частности его монокристалл.

Магнитные материалы

Монокристаллический сплав тербий-кобальт при температурах близких к абсолютному нулю является самым мощным магнитотвердым материалом (408 кДж/метр), что более чем в 5—7 раз выше, нежели у сплава самарий-кобальт или железо-неодим-бор, и позволяет сделать вывод о том что у синтеза новых магнитотвердых материалов существуют большие резервы.

Термоэлектрические материалы

Теллурид тербия хороший термоэлектрический материал и при снижении цены на тербий может быть широко применен для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с 160—170 мкВ/К).

Лазерные материалы

Тербий галлиевый гранат (ТГГ) применяется в лазерной технике в качестве оптического изолятора и Фарадеевского вращателя.

Люминофоры

Вольфрамат тербия постоянно производится и потребляется в электронике в качестве люминофора. Применение в OLED- устройствах находят комплексные соединения тербия (наряду с европием и самарием). Это связано с хорошими люминесцентными характеристиками — высокой интенсивностью люминесценции и малой полушириной линий спектре. Такие свойства объясняются запрещенностью переходов между термами f оболочки, экранированной вышележащими 5s и 5p оболочками. Принцип действия таких супрамолекулярных фотофизических устройств (определение Ж. М. Лена) основан на эффекте антены.

Гигантский магнитокалорический эффект

Сплавы тербия с гадолинием обнаруживают значительные характеристики для конструирования магнитных холодильников.

Катализаторы

Оксид тербия применяется в качестве высокоэффективного катализатора окисления.

Электроника

Фторид тербия совместно с фторидами церия и иттрия используется в микроэлектронике в качестве просветляющего покрытия на кремнии.

Производство компьютеров

В последние годы в производстве компьютеров особое значение приобрел феррит тербия.