Terbium

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE M eV	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 %	¹⁵⁹Tb ist stabil mit 94 Neutronen
¹⁶⁰Tb	{syn.}	72,3 d	β^-	1,835	¹⁶⁰Dy
¹⁶¹Tb	{syn.}	6,88 d	β^-	0,593	¹⁶¹Dy

NMR-Eigenschaften

	¹⁵⁹Tb
Kernspin	3/2
gamma / rad/T	6,067 · 10⁷
Empfindlichkeit	0,0583
Larmorfrequenz bei B = 4,7 T	45,4 M Hz

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

Terbium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Tb und der Ordnungszahl 65.

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 Lanthanide (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 %
Gadolinit (Vorkommen bei Ytterby sind erschöpft)
Xenotim (YPO₄)
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

Das silbergraue Metall der seltenen Erden ist duktil und schmiedbar. Mit dem Messer kann es geschnitten werden. Bei Temperaturen oberhalb 1298 °C wandelt sich α-Terbium (hcp-Gefüge) in β-Terbium um. In Luft ist Terbium relativ beständig, es überzieht sich mit einer Oxidschicht. Bei Temperaturen oberhalb von 150 °C verbrennt es zum Terbiumdioxid (TbO₂). Mit Wasser reagiert es unter Wasserstoffentwicklung zum Hydroxid.

Verwendung

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

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 Koerzivität.

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.