Terbium

Terbium
Sølvhvidt metal
Periodiske system
Generelt
Atomtegn	Tb
Atomnummer	65
Elektronkonfiguration	2, 8, 18, 27, 8, 2
Gruppe	Ingen (Lanthanider)
Periode	6
Blok	f
Atomare egenskaber
Atommasse	158,92535(2)
Elektronkonfiguration	[Xe] 4f9 6s²
Elektroner i hver skal	2, 8, 18, 27, 8, 2
Kemiske egenskaber
Oxidationstrin	3, 4 (mildt basisk oxid)
Elektronegativitet	1,2 ? (Paulings skala)
Fysiske egenskaber
Tilstandsform	Fast
Krystalstruktur	Hexagonal (α-form) ??? (β-form)
Massefylde (fast stof)	8,23 g/cm3
Massefylde (væske)	7,65 g/cm3
Smeltepunkt	1356 °C
Kogepunkt	3230 °C
Smeltevarme	10,15 kJ/mol
Fordampningsvarme	293 kJ/mol
Varmefylde	(25 °C) 28,91 J·mol–1K–1
Varmeledningsevne	(300 K) 11,1 W·m–1K–1
Varmeudvidelseskoeff.	(α, poly) 10,3 μm/m·K
Magnetiske egenskaber	Ferromagnetisk i tøris
Mekaniske egenskaber
Youngs modul	(α-form) 55,7 GPa
Forskydningsmodul	(α-form) 22,1 GPa
Kompressibilitetsmodul	(α-form) 38,7 GPa
Poissons forhold	(α-form) 0,261
Hårdhed (Vickers)	863 MPa
Hårdhed (Brinell)	677 MPa

Terbium (Opkaldt efter Ytterby i Sverige) er det 65. grundstof i det periodiske system, og har det kemiske symbol Tb: Under normale temperatur- og trykforhold optræder dette lanthanid som et sølvskinnende metal der er blødt nok til at man kan dele det med en kniv.

Egenskaber

Terbium er nogenlunde modstandsdygtig overfor iltning ("rust") ved kontakt med atmosfærisk luft, men ved temperaturer over 150 °C bryder det i brand og danner derved terbiumdioxid (TbO₂). Terbium reagerer med vand under dannelse af gasformig brint og terbiumhydroxid.

Terbium kan antage to forskellige allotropiske former: Ved temperaturer under 1289 °C antager det sin α-form med hexagonal krystalstruktur. Ved højere temperaturer omorganiseres strukturen, og stoffet fremtræder i sin β-form.

Tekniske anvendelser

Terbium tilsættes i små mængder til kalciumfluorid, kalciumtungstat og strontiummolybdat; materialer der bruges i halvledere, og sammen med zirkonium(IV)oxid i brændselsceller, hvor det gør krystalstrukturen mere modstandsdygtig overfor høje temperaturer. Terbium indgår også i legeringer samt i en række elektroniske produkter; eksempelvis indgår det i de "fosforiserende" stoffer der bruges i sparepærer og billedrør til farve-TV og computerskærme, hvor det frembringer grønt lys ved bølgelængder omkring 546 nanometer.

På overfladen af genskrivbare, magneto-optiske medier bruges legeringer af terbium, jern og kobolt, og eventuelt gadolinium. Legeringer af terbium og dysprosium udviser en høj magnetorestriktivitet, og bruges i forbindelse med materialeprøvning. I magneter baseret på neodym, jern og bor medvirker terbium til at øge koercitivkraften.

Historie

Terbium blev opdaget i 1843 af den svenske kemiker Carl Gustaf Mosander, som konstaterede stoffet som en "urenhed" i yttriumoxid; Y₂O₃. Det var dog først langt senere, efter udvikling af ionbytnings-processer, at det er lykkedes at isolere rent, metallisk Terbium.

Naturlig forekomst

Terbium findes aldrig frit i naturen, men i form af kemiske forbindelser med andre stoffer. For eksempel findes terbium i mineralerne cerit, gadolinit, monazit, xenotim og euxenit.

Isotoper af terbium

Naturligt forekommende terbium består af én stabil isotop; terbium-159. Dertil kendes 33 radioaktive isotoper, hvoraf de mest "sejlivede" er terbium-158, terbium-157 og terbium-160, med halveringstider på henholdsvis 180 år, 71 år og 72,3 dage. Alle de øvrige radioaktive isotoper har halveringstider fra knapt en uge og nedefter.

Wikimedia Commons har medier relateret til: Terbium