鋱(化學元素)
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化學元素漢語漢字
鋱是鑭系元素中的一員，原子序數65。銀白色金屬，元素符號Tb，屬稀土金屬，無色結晶的粉末，有毒。它的化合物可做殺蟲劑，亦用來治療皮膚病。鋱的貴重性和其具有的許多優異特性，使其在一些套用領域處於無可取代的地位。目前，它在農業、工業、畜牧業、醫藥衛生、高新技術產業等領域得到廣泛套用。
基本介紹
中文名：鋱英文名：Terbium別稱：鋱棒分子量：158.9254CAS登錄號：7440-27-9EINECS登錄號：231-137-6熔點：1356 °C沸點：3230 °C密度： 8219kg/m3外觀：無色結晶的粉末套用：用於合金，燃料電池穩定劑，也用於生產電子裝置。元素符號：Tb
發現簡史,礦藏分布,物理性質,化學性質,套用領域,毒理性分析,
發現簡史1843年由莫桑德爾（C.G.Mosander）發現。當初命名為氧化鉺，1877年才正式命名為鋱。1905年第一次由烏貝因（G.Urbain）提純制出。得名於瑞典村莊Ytterby。莫桑德爾1843年瑞典的莫桑德（Karl G.Mosander）通過對釔土的研究，發現鋱元素（Terbium）。鋱的套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，有著誘人的發展前景。在發現鑭的同一時期里，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。礦藏分布少量存在於磷鈰釷砂和矽鈹釔礦中。鋱與其他稀土元素共存於獨居石砂中，其中鋱的含量一般為0.03%。其他來源還有磷釔礦和黑稀金礦，兩者都是氧化物的混合物，含有高達1%的鋱。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。物理性質柔軟有延展性的銀灰色稀土金屬。高溫下易被空氣所腐蝕；室溫下腐蝕極慢。溶於酸，鹽類無色。氧化物Tb4O7是棕色。鋱元素周期表總體特性名稱，符號，序號 鋱、Tb、65系列鑭系元素金屬鋱地殼中含量：（ppm）1．1原子體積：(立方厘米/摩爾)19．2周期，元素分區 6,fCAS號：7440-27-9密度、硬度 8219 kg/m3、無數據顏色和外表 銀白色元素在太陽中的含量：(ppm)0.0005元素在海水中的含量：(ppm)太平洋表面 0.00000008Image:Tb,65.jpg地殼含量 無數據原子屬性：原子量158.92534(2) 原子量單位氧化態：Main Tb+3Other Tb+4原子半徑（計算值） 175（225）pm共價半徑 無數據范德華半徑 無數據價電子排布 [氙]4f9 6s2電子在每能級的排布 2，8，18，27，8，2核電荷數：65電子層：K-L-M-N-O-P電離能(kJ /mol)M - M+ 564.6M+ - M2+ 1112M2+ - M3+ 2114蒸餾鋱M3+ - M4+ 3839晶體結構：晶胞為六方晶胞。晶胞參數：a = 360.1 pmb = 360.1 pmc = 569.36 pmα = 90°β = 90°γ = 120°維氏硬度：863MPa聲音在其中的傳播速率：（m/S） 2620氧化價（氧化物） 4（弱鹼性）晶體結構 六角形物理屬性物質狀態 固態熔點 1629 K（1356 °C）沸點 3503 K （3230 °C）摩爾體積 19.3×10-6m3/mol汽化熱 330.9 kJ/mol熔化熱 10.8 kJ/mol蒸氣壓 無數據聲速 2620 m/s（293.15K）化學性質元素符號：Tb 英文名：Terbium 中文名：鋱相對原子質量：158.925 常見化合價：+3,+4 電負性：1.2外圍電子排布：4f9 6s2 核外電子排布：2,8,18,27,8,2同位素及放射線：Tb-151[17.61h] Tb-155[5.3d] Tb-156[5.3d] Tb-157[110y] Tb-158[180y] Tb-159 Tb-160[72.3d] Tb-161[6.91d] Tb-162[7.6m]電子親合和能：0 KJ·mol-1第一電離能：564 KJ·mol-1 第二電離能：1112 KJ·mol-1 第三電離能：0 KJ·mol-1單質密度：8.27 g/cm3 單質熔點：1360.0 ℃ 單質沸點：3041.0 ℃原子半徑：2.51 埃 離子半徑：1.18(+3) 埃 共價半徑：1.59 埃常見化合物：無電負性 1.2（鮑林標度）比熱 180 J/(kg·K)電導率 0.889×106/(米歐姆)熱導率 11.1 W/(m·K)第一電離能 565.8 kJ/mol第二電離能 1110 kJ/mol元素周期表 鋱第三電離能 2114 kJ/mol第四電離能 3839 kJ/mol最穩定的同位素同位素 豐度 半衰期 衰變模式 衰變能量MeV 衰變產物157Tb 人造 71年 電子捕獲 0.060 157Gd158Tb 人造 180年 電子捕獲β衰變 1.2200.937 158Gd
158Dy159Tb 100 % 穩定氧化鋱用於製作金屬鋱、磁光玻璃、螢光粉、磁光貯存、化工添加劑 等三氧化二鋱分子式是Tb2O3。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 = 10.72 Å。[4] 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;分子式：TbF3 性質：為白色面心立方或斜方晶體。熔點1172℃。製備方法及化學性質同於氟化鑭。可用於製取金屬鋱及磁致伸縮材料。四氟化鋱分子式： TbF4 性質：白色UF4結構。可緩慢地溶解在稀硝酸中得到Tb3+和O2。其在室溫和真空下就有相當大的分解壓力，在低溫下就分解而失去氟。製備方法同於四氟化鈰。套用領域醫療：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射線照射就能發出螢光的增感劑。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，用於計算機印表機的列印頭及精密加工設備。這個秘密在於鋱的平坦的4f電子云的形狀，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：螢光粉用於三基色螢光粉中的綠粉的激活劑，如鋱激活的磷酸鹽基質、鋱激活的矽酸鹽基質、鋱激活的鈰鎂鋁酸鹽基質，在激髮狀態下均發出綠色光。光磁碟：作為計算機記錄媒體的光磁碟，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。雷射照射時，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碟，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雷射技術中廣泛套用的旋轉器、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，已廣泛套用於多種領域，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。稀土類有許多磁性體和發光體，這些都是利用了稀土類的特殊性的電子（4f電子）旋轉方向和電子能量的遷移。特種雷射器和固態元件中用到少量的鋱。毒理性分析一些學者認為稀土元素無致畸、致突變作用．Yang WD昀等對大白鼠飼餵不同濃度的ce(N0如溶液，1年後對基因組DNA進行RAPD分析，共獲得171個片斷，其中有4個片斷呈多態性，結果表明它們均與Ce(NO，)，無關，說明稀土元素鈰對大白鼠基岡組並不造成影響，不具有遺傳毒性．
紀雲晶、栗建林啾為稀土的毒性大小與稀土原料是否含放射性物質，或是否超標有關，與稀土侵入途徑不同有關．如給猴靜脈注射則毒性較大，而給猴、鼠灌胃和餵飼，由於消化道吸收少，則毒性低．王春俠曾以蠶豆為材料，研究了鋱的遺傳毒性、細胞毒性．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—24‘μg/mL濃度范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，說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(3一12μg/mL)的硝酸鋱能促進蠶豆根尖細胞有絲分裂，MI升高．但隨著濃度的升高，MI下降．說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，說明在同一系統發育水平的兩類物種對損害遺傳物質DNA的崗素有著相同的效應，可以顯示稀土元素鋱塒生物存在潛在影響．
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