Terbium

Isotop	NH	t_1/2	ZA	ZE (MeV)	ZP
¹⁵⁵Tb	{syn.}	5,32 d	ε	0,821	¹⁵⁵Gd
¹⁵⁶Tb	{syn.}	5,35 d	ε	2,444	¹⁵⁶Gd
¹⁵⁷Tb	{syn.}	71 a	ε	0,060	¹⁵⁷Gd
¹⁵⁸Tb	{syn.}	180 a	ε	1,220	¹⁵⁸Gd
¹⁵⁸Tb	{syn.}	180 a	β⁻	0,937	¹⁵⁸Dy
¹⁵⁹Tb	100 %	Stabil
¹⁶⁰Tb	{syn.}	72,3 d	β⁻	1,835	¹⁶⁰Dy
¹⁶¹Tb	{syn.}	6,88 d	β⁻	0,593	¹⁶¹Dy

Weitere Isotope siehe Liste der Isotope

NMR-Eigenschaften

	Spin	γ in rad·T⁻¹·s⁻¹	E_r(¹H)	f_L bei B = 4,7 T in MHz
¹⁵⁹Tb	3/2	6,431 · 10⁷		24,04

Sicherheitshinweise

GHS-Gefahrstoffkennzeichnung ^[6]

Gefahr

H- und P-Sätze

H: 228

P: 210 ^[6]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Terbium ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Tb und der Ordnungszahl 65. Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Lanthanoide und zählt damit auch zu den Metallen der seltenen Erden. Terbium ist nach dem ersten Fundort, der Grube Ytterby bei Stockholm, benannt, wie auch Yttrium, Ytterbium und Erbium.

Geschichte

Die Entdeckung des Elementes Terbium ist sehr verworren und bis heute nicht geklärt. Allgemein sieht man Carl Gustav Mosander als Entdecker an, der Anfang der 1840er die von Johan Gadolin entdeckte Yttererde untersuchte. Die vermeintlich reine Terbium-Verbindung war aber eine Mischung mehrerer Lanthanoide (Bunsen).

Reines Terbium wurde erst mit Aufkommen der Ionenaustauschtechnik nach 1945 hergestellt.

Aus dem Namen der schwedischen Grube Ytterby leitete Mosander die Elementbezeichnung ab.

Vorkommen

Terbium kommt in der Natur nur in Verbindungen vor. Bekannte terbiumhaltige Minerale sind :

Cerit
Monazit (Ce,LaTh,Nd,Y)PO₄ mit einem Tb-Gehalt von max. 0,03 %, das Haupterz für Tb ^[7]
Gadolinit (Vorkommen bei Ytterby sind erschöpft)
Euxenit (Y,Ca,Er,La,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)₂O₆ mit einem Tb-Gehalt von max. 1 %

Gewinnung und Darstellung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Terbiumbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Terbiumfluorid umgesetzt. Anschließend wird mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum Terbium reduziert. Die Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgt in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.

Eigenschaften

Terbium

Das silbergraue Metall der seltenen Erden ist duktil und schmiedbar. Bei Temperaturen oberhalb 1315 °C wandelt sich α-Terbium (hcp-Kristallgitter) in β-Terbium um.^[1] In Luft ist Terbium relativ beständig, es überzieht sich mit einer Oxidschicht. In der Flamme verbrennt es zum braunen Terbium(III,IV)-oxid (Tb₄O₇). Mit Wasser reagiert es unter Wasserstoffentwicklung zu Hydroxid.

Verwendung

Terbium wird zum Dotieren von Calciumfluorid, Calciumwolframat und Strontiummolybdat zur Verwendung in Halbleitern (solid-state devices) verwendet. Zusammen mit Zirconium(IV)-oxid dient es zur Gefügestabilisierung in Hochtemperatur-Brennstoffzellen. Das Oxid wird dem grünen Leuchtstoff in Bildröhren und Fluoreszenzlampen zugesetzt. Natriumterbiumborat dient als Lasermaterial zur Erzeugung von kohärentem Licht mit einer Wellenlänge von 546 nm (grün).

Terbium-Eisen-Cobalt- oder Terbium-Gadolinium-Eisen-Cobalt-Legierungen dienen als Beschichtung auf wiederbeschreibbaren magneto-optischen (MO) Disks. Terbium-Dysprosium-haltige Legierungen zeigen eine starke Magnetostriktion (Längenänderung durch ein Magnetfeld oder magnetische Impulse bei Längenänderung). Solche Legierungen werden in der Materialprüftechnik eingesetzt.

In Neodym-Eisen-Bor-Magneten erhöhen sie die Koerzitivität, das heißt die Entmagnetisierungs-Resistenz wird erhöht.

Sicherheitshinweise

Terbium und Terbiumverbindungen sind als gering toxisch zu betrachten. Das Element hat keine biologische Bedeutung für den menschlichen Organismus. Terbiummetallstäube sind wie fast alle Metallstäube feuer- und explosionsgefährlich.

Verbindungen

Terbium(III,IV)-oxid Tb₄O₇
Terbium(III)-oxid Tb₂O₃
Terbium(IV)-oxid TbO₂
Terbium(II)-fluorid TbF₂
Terbium(III)-fluorid TbF₃
Terbium(IV)-fluorid TbF₄
Terbium(III)-sulfat Tb₂(SO₄)₃ · 8 H₂O: farblose Kristalle die unter Anregung mit kurzwelliger UV-Strahlung gelbgrün fluoreszieren.

Einzelnachweise

↑ ^1,0 ^1,1 Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Terbium) entnommen.
↑ N. N. Greenwood und A. Earnshaw: Chemie der Elemente, 1. Auflage, VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 1579.
↑ Weast, Robert C. (ed. in chief): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. Seiten E-129 bis E-145. ISBN 0-8493-0470-9. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
↑ ^5,0 ^5,1 Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
↑ ^6,0 ^6,1 Datenblatt Terbium bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 7. September 2012.
↑ Römpps chemische Wörterbuch, Mai 1974, Bd. 3, S. 847.