Terbio: Propiedades, características y usos

El terbio es un elemento químico con el símbolo Tb y número atómico 65. Es una tierra rara de color blanco plateado metálico que es maleable, dúctil y lo suficientemente suave para ser cortado con un cuchillo o navaja.

Es el noveno miembro de la serie de los lantánidos, el terbio es un metal bastante electropositivo que reacciona con el agua, generando hidrógeno gaseoso.

El terbio nunca se encuentra en la naturaleza como un elemento libre, pero está contenido en muchos minerales, incluidos cerita, gadolinita, monazita, xenotimay euxenita.

El químico sueco Carl Gustaf Mosander descubrió el terbio como elemento químico en 1843. Lo detectó como una impureza en el óxido de itrio, Y2O3. El itrio y el terbio, así como el erbio y el iterbio, llevan el nombre del pueblo de Ytterby en Suecia. 

El terbio no se descubrió en forma pura hasta el advenimiento de las técnicas de intercambio iónico.

Información del terbio

Fecha de descubrimiento1843
Descubierto porCarl Gustav Mosander
Origen del nombreEl terbio lleva el nombre de Ytterby, Suecia.

Características del terbio

El terbio es un metal de tierras raras su color es blanco plateado, es maleable, dúctil y suave.

Es relativamente estable en el aire en comparación con los lantánidos más reactivos anteriores en la primera mitad de la serie de lantánidos.

El terbio existe en dos alótropos de cristal con una temperatura de transformación de 1289 °C entre ellos.

Los 65 electrones de un átomo de terbio están dispuestos en la configuración electrónica [Xe]4f 96s2; normalmente, solo se pueden eliminar tres electrones antes de que la carga nuclear sea demasiado grande para permitir una mayor ionización, pero en el caso del terbio, la estabilidad de la configuración [Xe]4f 7 medio llena permite una mayor ionización de un cuarto electrón en presencia de agentes oxidantes muy fuertes como el gas flúor.

El catión terbio (III) es brillantemente fluorescente, en un brillante color amarillo limón que es el resultado de una fuerte línea de emisión verde en combinación con otras líneas en el naranja y el rojo.

La variedad itrofluorita del fluorita mineral debe su fluorescencia de color amarillo cremoso en parte al terbio. 

El terbio se oxida fácilmente y, por lo tanto, se usa en su forma elemental específicamente para la investigación. Se han descubierto átomos de terbio individuales implantándolos en moléculas de fullereno.

El terbio tiene un orden ferromagnético simple a temperaturas inferiores a 219 K. Por encima de 219 K, se convierte en un estado antiferromagnético helicoidal en el que todos los momentos atómicos en una capa plana basal particular son paralelos y están orientados en un ángulo fijo a los momentos de las capas adyacentes. Este antiferromagnetismo inusual se transforma en un estado paramagnético desordenado a 230 K.

Terbio en la tabla periódica

GrupoLantánidos
Período6
BloquearF
Número Atómico65
Valencia3,4
Estado de oxidación+3
Electronegatividad1,2
Radio covalente (Å)1,59
Radio iónico (Å)1,0
Radio atómico (Å)1,77
Configuración electrónica[Xe]4f96s2
Estado a 20 °Csólido
Punto de fusión1359°C, 2478°F, 1632 K
Punto de ebullición3230°C, 5846°F, 3503 K 
Primer potencial de ionización (eV)6,76
Densidad (g/ml)8,23
Masa atómica relativa (g/mol)158,925

Usos y aplicaciones del terbio

La luminiscencia de Tb3+ es importante en un número significativo de aplicaciones. El terbio se utiliza en fósforos de color en aplicaciones de iluminación como la iluminación tricromática y en tubos de TV en color. También hace que el color verde en los Blackberry’s u otra pantalla de alta definición.

Los iones Tb3+ se pueden usar para verificar la presencia de microbios. El cloruro de terbio se aplica al área de prueba, que luego se ilumina con luz UV. En cuestión de minutos, cualquier endospora viva presente brillará en verde.

Los billetes en euros usan química de tierras raras para derrotar a los falsificadores. El brillo de la luz ultravioleta en un euro produce fluorescencia verde del terbio Tb3+, rojo del europio Eu3+ y azul del tulio Tm3+.

Se usa una aleación de terbio-hierro para proporcionar películas metálicas para el registro magnetoóptico de datos.

Los motores de automóviles híbridos tienen motores eléctricos y todos los motores eléctricos están basados ​​en imanes. Estos imanes necesitan retener su magnetismo a altas temperaturas. La aleación de neodimio con terbio y disprosio produce tales imanes. Estos imanes también se utilizan en los motores eléctricos de las turbinas eólicas, donde también se generan altas temperaturas.

El terfenol-D (una aleación de terbio, hierro y disprosio) se expande o contrae en presencia de un campo magnético (magnetostricción). Se utiliza en un altavoz llamado ‘SoundBug’, que convierte cualquier superficie plana en un altavoz. El ‘SoundBug’ vibra cualquier material sobre el que se coloque, como una mesa o escritorio, convirtiéndolo en un altavoz.

El terbio también se usa como dopante para materiales en dispositivos de estado sólido y fibras ópticas.

Donde se encuentra el terbio

El terbio no se encuentra libre en la naturaleza, pero se encuentra en una serie de minerales, principalmente monazita, zenotima y euxenita. Comercialmente se produce a partir de monazita mediante un complejo proceso de intercambio iónico. El metal puede obtenerse reduciendo su fluoruro o cloruro anhidro con calcio metal en una atmósfera de argón.

Países productores de terbio

Las principales áreas de extracción y producción de terbio se encuentran en China, en las arcillas de absorción de iones que se encuentran en la región sur, así como en los Estados Unidos, Brasil, India, Sri Lanka y Australia. Hay reservas de terbio en la región de 10 millones de toneladas anuales. La producción de metal de terbio requiere que el fluoruro de terbio se caliente con calcio (Ca) metal en un crisol de tantalio (Ta) al vacío.

Nivel de toxicidad del terbio

Al igual que con los otros lantánidos , los compuestos de terbio son de toxicidad baja a moderada, aunque su toxicidad no se ha investigado en detalle. El terbio no tiene un papel biológico conocido.

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