टर्बियम

Terbium, ₆₅Tb

File:Terbium-2.jpg
Terbium
उच्चारण	/ˈtɜːrbiəm/ ​(TUR-bee-əm)
दिखावट	silvery white
Standard atomic weight Ar°(Tb)	158.925354±0.000007 158.93±0.01 (abridged)
Terbium in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson – ↑ Tb ↓ Bk gadolinium ← terbium → dysprosium
Atomic number (Z)	65
समूह	group n/a
अवधि	period 6
ब्लॉक	f-block
ऋणावेशित सूक्ष्म अणु का विन्यास	[Xe] 4f9 6s2
प्रति शेल इलेक्ट्रॉन	2, 8, 18, 27, 8, 2
भौतिक गुण
Phase at STP	solid
गलनांक	1629 K ​(1356 °C, ​2473 °F)
क्वथनांक	3396 K ​(3123 °C, ​5653 °F)
Density (near r.t.)	8.23 g/cm3
when liquid (at m.p.)	7.65 g/cm3
संलयन की गर्मी	10.15 kJ/mol
Heat of vaporization	391 kJ/mol
दाढ़ गर्मी क्षमता	28.91 J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 1789 1979 (2201) (2505) (2913) (3491)
परमाणु गुण
ऑक्सीकरण राज्य	0, +1, +2, +3, +4 (a weakly basic oxide)
इलेक्ट्रोनगेटिविटी	Pauling scale: 1.2 (?)
Ionization energies	1st: 565.8 kJ/mol 2nd: 1110 kJ/mol 3rd: 2114 kJ/mol
परमाणु का आधा घेरा	empirical: 177 pm
सहसंयोजक त्रिज्या	194±5 pm
File:Terbium spectrum visible.png Spectral lines of terbium
अन्य गुण
प्राकृतिक घटना	primordial
क्रिस्टल की संरचना	​hexagonal close-packed (hcp) File:Hexagonal close packed.svg
Speed of sound thin rod	2620 m/s (at 20 °C)
थर्मल विस्तार	at r.t. α, poly: 10.3 µm/(m⋅K)
ऊष्मीय चालकता	11.1 W/(m⋅K)
विद्युत प्रतिरोधकता	α, poly: 1.150 µΩ⋅m (at r.t.)
चुंबकीय आदेश	paramagnetic at 300 K
दाढ़ चुंबकीय संवेदनशीलता	+146000×10−6 cm3/mol (273 K)
यंग मापांक	α form: 55.7 GPa
कतरनी मापांक	α form: 22.1 GPa
थोक मापांक	α form: 38.7 GPa
पॉइसन अनुपात	α form: 0.261
विकर्स कठोरता	450–865 MPa
ब्रिनेल हार्डनेस	675–1200 MPa
CAS नंबर	7440-27-9
History
नामी	after Ytterby (Sweden), where it was mined
खोज और पहला अलगाव	Carl Gustaf Mosander (1843)
Iso­tope Abun­dance Half-life (t1/2) Decay mode Pro­duct

टर्बियम एक रासायनिक तत्व है जिसका प्रतीक (रसायन विज्ञान) Tb और परमाणु संख्या 65 है। यह चांदी जैसा सफेद, दुर्लभ पृथ्वी धातु है जो नम्य और तन्य है। लैंथेनाइड श्रृंखला का नौवां सदस्य, टर्बियम एक काफी विद्युत धन धातु है जो जल के साथ प्रतिक्रिया करता है, हाइड्रोजन गैस विकसित करता है। टर्बियम प्रकृति में कभी भी एक मुक्त तत्व के रूप में नहीं पाया जाता है, किन्तु यह कई खनिजों में निहित है, जिसमें सेराइट, गैडोलीनियम , मोनाजाइट , ज़ेनोटाइम और ईक्सेनाइट सम्मिलित हैं।

स्वीडिश रसायनज्ञ कार्ल गुस्ताफ मोसेन्डर ने 1843 में एक रासायनिक तत्व के रूप में टर्बियम की खोज की थी। उन्होंने इसे येट्रियम (III) ऑक्साइड Y₂O₃ में अशुद्धता के रूप में पाया था। येट्रियम और टर्बियम, के साथ-साथ एर्बियम और येटरबियम का नाम स्वीडन में येटरबी गांव के नाम पर रखा गया है। आयन विनिमय विधियों के आगमन तक टर्बियम को शुद्ध रूप में अलग नहीं किया गया था।

टर्बियम का उपयोग ठोस अवस्था वाले उपकरणों में कैल्शियम फ्लोराइड, कैल्शियम टंगस्टेट और स्ट्रोंटियम मोलिब्डेट को डोपेंट करने के लिए किया जाता है, और ईंधन कोशिकाओं के क्रिस्टल स्टेबलाइजर के रूप में किया जाता है जो ऊंचे तापमान पर काम करते हैं। टेरफेनोल-डी के एक घटक के रूप में (एक मिश्र धातु जो किसी भी अन्य मिश्र धातु से अधिक चुंबकीय क्षेत्रों के संपर्क में आने पर फैलता और सिकुड़ता है), टर्बियम का उपयोग नौसेना सोनार सिस्टम और सेंसर में एक्चुएटर्स में किया जाता है।

संसार की अधिकांश टर्बियम आपूर्ति का उपयोग हरे भास्वर में किया जाता है। टर्बियम ऑक्साइड फ्लोरोसेंट लैंप और टेलीविजन में है और कैथोड रे ट्यूब (सीआरटी) की निगरानी करता है। टर्बियम ग्रीन फॉस्फोर को डाइवेलेंट युरोपियम ब्लू फॉस्फोर और ट्राइवेलेंट यूरोपियम रेड फॉस्फोर के साथ मिलाया जाता है जिससे तीन रंगो लाइटिंग टेक्नोलॉजी प्रदान की जा सके, एक उच्च दक्षता वाली सफेद रोशनी जिसका उपयोग इनडोर प्रकाश व्यवस्था में मानक रोशनी के लिए किया जाता है।

विशेषताएं

भौतिक गुण

टर्बियम एक चांदी-सफेद दुर्लभ पृथ्वी धातु है जो आघातवर्धनीय, तन्य और चाकू से काटे जाने के लिए पर्याप्त नरम है। लैंथेनाइड श्रृंखला के पहले भाग में पहले के अधिक प्रतिक्रियाशील लैंथेनाइड्स की तुलना में यह हवा में अपेक्षाकृत स्थिर है। टर्बियम उनके बीच 1289 °C के परिवर्तन तापमान के साथ दो क्रिस्टल अपररूपता में उपस्थित है। एक टर्बियम परमाणु के 65 इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रॉन विन्यास [Xe]4f⁹6s² में व्यवस्थित किया जाता हैं। ग्यारह 4f और 6s इलेक्ट्रॉन संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। आगे आयनीकरण की अनुमति देने के लिए परमाणु चार्ज बहुत अधिक होने से पहले केवल तीन इलेक्ट्रॉनों को हटाया जा सकता है, किन्तु टर्बियम के स्थिति में, आधे भरे [Xe]4f⁷ विन्यास की स्थिरता एक अधातु तत्त्व जैसे फ्लोरीन गैस बहुत शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंटों की उपस्थिति में एक चौथे इलेक्ट्रॉन के आगे आयनीकरण की अनुमति देता है।

टर्बियम (III) धनायन चमकीले नींबू-पीले रंग में शानदार ढंग से फ्लोरोसेंट है, जो नारंगी और लाल रंग में अन्य रेखाओं के संयोजन में एक मजबूत हरे रंग की उत्सर्जन रेखा का परिणाम है। खनिज फ्लोराइट की यट्रोफ्लोराइट प्रकार टर्बियम के भाग में अपनी मलाईदार-पीली प्रतिदीप्ति का श्रेय देती है। टर्बियम आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है, और इसलिए विशेष रूप से अनुसंधान के लिए इसके मौलिक रूप में उपयोग किया जाता है। एकल टर्बियम परमाणुओं को फुलरीन अणुओं में आरोपित करके अलग किया गया है।

टर्बियम में 219 K से नीचे के तापमान पर एक सरल लौह-चुंबकीय ऑर्डर होता है। 219 K से ऊपर, यह एक हेलिमाग्नेटिज्म स्थिति में बदल जाता है जिसमें एक विशेष बेसल समतल परत में सभी परमाणु क्षण समानांतर होते हैं, और आसन्न परतों के क्षणों के लिए एक निश्चित कोण पर उन्मुख होते हैं। यह असामान्य एंटीफेरोमैग्नेटिज्म 230 K पर एक अव्यवस्थित पैरामैग्नेटिक अवस्था में बदल जाता है।

रासायनिक गुण

टर्बियम धातु एक इलेक्ट्रोपोसिटिव तत्व है और अधिकांश एसिड (जैसे सल्फ्यूरिक एसिड), सभी हैलोजन और यहां तक ​​​​कि जल की उपस्थिति में ऑक्सीकरण करता है।:

2 Tb (s) + 3 H₂SO₄ → 2 Tb³⁺ + 3 SO2−4 + 3 H₂↑

2 Tb + 3 X₂ → 2 TbX₃ (X = F, Cl, Br, I)

2 Tb (s) + 6 H₂O → 2 Tb(OH)₃ + 3 H₂↑

टर्बियम भी मिश्रित टर्बियम (III, IV) ऑक्साइड बनाने के लिए हवा में आसानी से ऑक्सीकरण करता है:

8 Tb + 7 O₂ → 2 Tb₄O₇

टर्बियम का सबसे आम ऑक्सीकरण राज्य +3 (त्रिकोणीय) है, जैसे टर्बियम ट्राइक्लोराइड (TbCl
₃) । ठोस अवस्था में टेट्रावेलेंट टेरबियम को TbO₂ और TbF₄ जैसे यौगिकों में भी जाना जाता है। समाधान में, टर्बियम सामान्यतः त्रिसंयोजक प्रजातियों का निर्माण करता है, किन्तु अत्यधिक बुनियादी जलीय परिस्थितियों में ओजोन के साथ चतुर्भुज राज्य में ऑक्सीकरण किया जा सकता है।

टर्बियम का समन्वय और ऑर्गोनोमेटेलिक रसायन अन्य लैंथेनाइड्स के समान है। जलीय परिस्थितियों में, टर्बियम को नौ जल के अणुओं द्वारा समन्वित किया जा सकता है, जो कि ट्राइकैप्ड त्रिकोणीय प्रिज्मीय आणविक ज्यामिति में व्यवस्थित होते हैं। कम समन्वय संख्या वाले टर्बियम के परिसरों को भी जाना जाता है, सामान्यतः बीआईएस (ट्राइमिथाइल-सिलीलैमाइड) जैसे भारी लिगेंड के साथ, जो तीन-समन्वयित Tb[N(SiMe₃)₂]₃ जटिल बनाता है।

अधिकांश समन्वय और ऑर्गोनोमेटेलिक परिसरों में त्रिकोणीय ऑक्सीकरण अवस्था में टर्बियम होता है।द्विसंयोजक (Tb²⁺) परिसरों को सामान्यतः भारी साइक्लोपेंटैडिएनिल-प्रकार के लिगैंड्स के साथ भी जाना जाता है। इसके चतुष्संयोजक अवस्था में टर्बियम युक्त कुछ समन्वय यौगिकों को भी जाना जाता है।

ऑक्सीकरण राज्य

अधिकांश दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों और लैंथेनाइड्स की तरह, टर्बियम सामान्यतः +3 ऑक्सीकरण अवस्था में पाया जाता है। मोम और प्रेसियोडीमियम की तरह, टर्बियम भी +4 ऑक्सीकरण अवस्था बना सकता है, हालांकि यह जल में अस्थिर है। चूंकि, यह संभव है कि टर्बियम 0, +1 और +2 ऑक्सीकरण अवस्थाओं में भी पाया जाए।

यौगिक

Main article: टर्बियम यौगिक