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Terbio

El terbio es un elemento químico que se clasifica como un lantánido y un metal de tierras raras. Fue descubierto en 1843 por Carl Gustaf Mosander.

Descubrimiento del Terbio

El terbio fue descubierto en 1843 por el químico sueco Carl Gustaf Mosander. No era el primer elemento que había descubierto.

Cuatro años antes, en 1839, Mosander había descubierto lantano en el mineral cerita. Su mentor, Jöns Berzelius, había descubierto previamente el nuevo elemento cerio en la cerita. Mosander había continuado estudiando la cerita y su persistencia fue recompensada. El lantano había estado presente en la cerita todo el tiempo, pero Berzelius no lo había encontrado.

En 1843, Mosander decidió estudiar el mineral gadolinita. La gadolinita contenía itria (óxido de itrio) en el que Johan Gadolin había descubierto el elemento itrio en 1794. Mosander se preguntó si podría repetir su triunfo anterior y encontrar otro elemento nuevo escondido con un elemento conocido.

Usando hidróxido de amonio, precipitó fracciones de diferente basicidad a partir de itria. En estas fracciones encontró dos sustancias previamente desconocidas de diferentes colores. A estos los llamó erbia y terbia; contenían los nuevos metales de tierras raras erbio y terbio. De nuevo Mosander había encontrado nuevos elementos donde otros ya habían buscado.

Mosander nombró terbio y erbio en honor a la mina Ytterby en Suecia, la fuente de mineral de gadolinita en la que se descubrieron. (Los elementos itrio e iterbio también recibieron el nombre de la misma mina).

Un análisis moderno de la gadolinita de esta mina históricamente importante da concentraciones extremadamente altas para varias tierras raras: itrio = 16% ; tulio = 5% ; iterbio = 3%; terbio = 2% y disprosio = 2%.

La confusión sobre las identidades (e incluso la existencia) de una serie de elementos de tierras raras fue resuelta finalmente por George Urbain en París, quien llevó a cabo decenas de miles de cristalizaciones fraccionadas de sales de tierras raras.

Las cristalizaciones podrían tardar años en producir pequeñas muestras de sales puras.

Urbain finalmente puso fin a la incertidumbre sobre las identidades de las tierras puras, incluido el terbio, cuyas sales nunca antes habían estado completamente libres de otras sales de tierras raras.

Obtuvo el espectro del terbio, y este fue verificado por Gustav Eberhard en Potsdam, Brandeburgo.

Urbain descubrió que había quince metales de tierras raras (ahora reconocemos diecisiete), uno de los cuales era el terbio. En el proceso, descubrió la tierra rara lutecio, agregando su propio nombre a la lista de científicos que han descubierto elementos.

Apariencia y Características

Efectos nocivos:

El terbio se considera moderadamente tóxico.

Características:

• El terbio es un metal de tierras raras de color gris plateado que es tanto maleable como dúctil. Al igual que otros metales de tierras raras, forma más de 3 iones. A diferencia de la mayoría, también forma iones 4+ con relativa facilidad.
• No se deslustra rápidamente en el aire y es lo suficientemente suave como para cortarlo con un cuchillo.
• Su óxido (Tb₂O₃) es un polvo blanco y el heptaóxido (Tb₄O₇) es de color granate oscuro. El heptaóxido contiene terbio en sus estados de oxidación +3 y +4.
• El terbio existe en dos cristales alótropos con transformación a una temperatura de 1289^oC.
• Los iones Tb³⁺ emiten una fuerte luminiscencia verde cuando se excitan.

Usos del terbio

1. 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 los tubos de televisión en color. También es el responsable de generar el color verde en pantallas de alta definición.
2. Los iones Tb³⁺ se pueden utilizar para comprobar la presencia de microbios. Se aplica cloruro de terbio al área de prueba, que luego se ilumina con luz ultravioleta. En cuestión de minutos, cualquier endospora viva presente brillará de color verde.
3. Los billetes en euros utilizan la química de tierras raras para derrotar a los falsificadores. La luz ultravioleta brillante en un euro da como resultado una fluorescencia verde del terbio Tb³⁺, roja del europio Eu³⁺ y azul del tulio Tm ³⁺.
4. Se utiliza una aleación de terbio-hierro para proporcionar películas metálicas para el registro magneto-óptico de datos.
5. Los motores de los automóviles híbridos tienen motores eléctricos y todos los motores eléctricos se basan 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.
6. El terfenol-D (una aleación de terbio, hierro y disprosio) se expande o contrae en presencia de un campo magnético (magnetoestricción). Se utiliza en un altavoz llamado ‘SoundBug’, que convierte cualquier superficie plana en un altavoz. El ‘SoundBug’ hace vibrar cualquier material sobre el que se coloque, como una mesa o un escritorio, convirtiéndolo en un altavoz.
7. También se usa como dopante para materiales en dispositivos de estado sólido y fibras ópticas.

Abundancia e isótopos

• Abundancia en la corteza terrestre: 0,9 partes por millón en peso, 0,1 partes por millón en moles
• Abundancia en el sistema solar: 100 partes por trillón en peso, 1 parte por trillón en moles
• Coste de producción puro: 5,040€ por 100g
• Fuente: el terbio no se encuentra libre en la naturaleza, pero se encuentra en varios minerales: principalmente monacita, zenotima y euxenita. Comercialmente se produce a partir de monacita mediante un complejo proceso de intercambio de iones. El metal se puede obtener reduciendo su fluoruro o cloruro anhidro con calcio metálico en una atmósfera de argón.
• Isótopos: el terbio tiene 26 isótopos cuyas vidas medias se conocen, con números de masa de 140 a 165. El terbio natural consiste en su único isótopo estable, ¹⁵⁹Tb.

Símbolo	Tb
Número atómico	65
Valencia	+4
Peso atómico	158.93
Punto de ebullición (ºC)	3230
Punto de fusión (ºC)	1356
Densidad (Kg/m3)	8219
Estructura atómica	[Xe] 4f96s2

Descubre más elementos en nuestra tabla periódica.

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