Terbiumad categoriam gravium pertinetterrae rarae..., cum abundantia in crusta Telluris humilis, tantum 1.1 ppm. Oxidum terbii minus quam 0.01% totius terrarum rararum constituit. Etiam in minera terrarum rararum gravium, generis ionum yttrii alti, cum maximo terbii contento, contentum terbii tantum 1.1-1.2% totius terrae rarae constituit, quod indicat eam ad categoriam "nobilem" elementorum terrarum rararum pertinere. Per plus quam centum annos ab inventione terbii anno 1843, raritas et valor eius usum practicum diu impediverunt. Tantum in ultimis triginta annis terbium talentum suum singulare demonstravit.
Historiam Inveniendo
Carolus Gustaf Mosander, chymicus Suecicus, terbium anno 1843 invenit. Impuritates eius invenerunt...Oxidum yttrii(III)etY₂O₃Yttrium nomen trahit a vico Ytterby in Suecia. Ante ortum technologiae commutationis ionicae, terbium non segregatum est in forma pura.
Mosant primum oxidum yttrii(III) in tres partes divisit, omnes ex mineralibus nominatas: oxidum yttrii(III),Oxidum erbii(III)... et oxidum terbii. Oxidum terbii initio ex parte rosea compositum erat, propter elementum quod nunc erbium appellatur. "Oxidum erbii(III)" (quod nunc terbium vocamus includens) initio pars essentialiter incolora in solutione erat. Oxidum insolubile huius elementi fuscum habetur.
Postea, operarii vix minutum incolorem "Erbii(III) oxidum" observare potuerunt, sed pars rosea solubilis neglegi non potuit. Disputationes de existentia Erbii(III) oxidi iterum atque iterum exortae sunt. In chao, nomen originale inversum est et nominum commutatio haesit, ita ut pars rosea tandem ut solutio erbium continens commemorata sit (in solutione, rosea erat). Nunc creditur operarios qui natrii bisulfatem vel kalii sulfatum utuntur sumere...Oxidum cerii(IV)ex oxido Yttrii(III) et inconsulte Terbium in sedimentum cerium continens convertere. Tantum circiter 1% oxidi Yttrii(III) originalis, nunc "terbium" appellati, sufficit ad colorem flavescentem oxido Yttrii(III) tradendum. Ergo, Terbium est pars secundaria quae id initialiter continebat, et a vicinis suis proximis, gadolinio et dysprosio, regitur.
Postea, quotiescumque alia elementa terrae rarae ex hac mixtura separabantur, quacumque proportione oxidi, nomen terbii retinebatur, donec tandem oxidum fuscum terbii in forma pura obtineretur. Investigatores saeculo XIX technologiam fluorescentiae ultraviolaceae non adhibuerunt ad nodulos (III) flavos vel virides claros observandos, quo facilius terbium in mixturis vel solutionibus solidis agnosci poterat.
Configuratio electronica
Configuratio electronica:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Configuratio electronica Terbii est [Xe]₆₁s²₄f₆. Normaliter, tantum tres electrones removeri possunt antequam onus nucleare nimis magnum fiat ad ulterius ionizandum, sed in casu Terbii, Terbium semi-impletum permittit quartum electronem ulterius ionizari in praesentia oxidantium fortissimorum, ut gasis fluoridi.
Terbium est metallum terrae rarae, argenteum album, ductile, tenaci, et mollitie praeditum, quod cultro secari potest. Punctum liquefactionis 1360°C, punctum ebullitionis 3123°C, densitas 8229 4kg/m3. Comparatum cum Lanthanido primordiali, in aere relative stabile est. Ut nonum elementum Lanthanidi, terbium est metallum electricitate valida praeditum. Cum aqua reagit ad hydrogenium formandum.
In natura, terbium numquam elementum liberum inventum est, cuius parva quantitas in arena phosphocerio-thorio et Gadolinite exstat. Terbium cum aliis elementis terrae rarae in arena monazita coexistit, cum contento terbii plerumque 0.03%. Aliae fontes sunt Xenotimum et fodinae auri rari nigri, quae ambae mixturae oxidorum sunt et usque ad 1% terbii continent.
Applicatio
Usus terbii plerumque campos technologiae altae, quae sunt incepta recentissima et technologiae intensa et scientiae intensa, necnon incepta cum commodis oeconomicis magnis, cum prospectibus progressionis attractivis, complectitur.
Inter praecipuas applicationis areas sunt hae:
(1) In forma terrarum rararum mixtarum adhibetur. Exempli gratia, ut stercus compositum terrarum rararum et additivum pabuli in agricultura adhibetur.
(2) Activator pulveris viridis in tribus pulveribus fluorescentibus primariis. Materiae optoelectronicae modernae usum trium colorum phosphorum basicorum, scilicet rubri, viridis, et caerulei, requirunt, qui ad varios colores synthesizandos adhiberi possunt. Terbium autem est pars indispensabilis in multis pulveribus fluorescentibus viridibus altae qualitatis.
(3) Adhibetur ut materia repositionis magneto-opticae. Pelliculae tenues ex metallo amorpho, metallo transitionis terbii, ad discos magneto-opticos magnae efficacitatis fabricandos adhibitae sunt.
(4) Fabricatio vitri magneto-optici. Vitrum rotatorium Faraday, terbium continens, materia clavis est ad fabricandos rotatores, isolatores, et circulatores in technologia laserica.
(5) Progressus et progressus mixturae ferromagnetostrictivae terbii dysprosii (TerFenol) novas applicationes terbii aperuit.
Ad agriculturam et pecuariam
Terbium ex raris terris qualitatem frugum emendare et ratem photosyntheseos intra certum limitem concentrationis augere potest. Complexa terbii magnam activitatem biologicam habent. Complexa ternaria terbii, Tb(Ala)3BenIm(ClO4)3·3H2O, bonos effectus antibacteriales et bactericidas in Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis et Escherichia coli habent. Latum spectrum antibacterialem habent. Studium talium complexorum novam directionem investigationis pro medicamentis bactericidis modernis praebet.
In campo luminescentiae adhibitum
Materiae optoelectronicae hodiernae usum trium colorum phosphorum basicorum, scilicet rubri, viridis, et caerulei, requirunt, quibus varii colores synthesizari possunt. Terbium vero pars indispensabilis est in multis pulveribus fluorescentibus viridibus altae qualitatis. Si ortus pulveris fluorescentis rubri pro televisione colorata terrarum rararum postulationem yttrii et europii stimulavit, tum applicatio et progressus Terbii a pulvere fluorescenti viridi trium colorum primariorum terrarum rararum pro lucernis promoti sunt. Initio annorum 1980, Philips primam lucernam fluorescentem compactam in mundo quae energiam conservat invenit et celeriter globaliter promovit. Iones Tb3+ lucem viridem cum longitudine undae 545nm emittere possunt, et fere omnia phosphora viridia terrarum rararum Terbium ut activatorem utuntur.
Phosphorus viridis pro tubo cathodico radiorum (CRT) televisionis coloratae semper in sulfido zinci fundatum est, quod vile et efficax est, sed pulvis terbii semper ut phosphorus viridis pro proiectione televisionis coloratae adhibitus est, inter quos Y2SiO5 ∶ Tb3+, Y3(Al, Ga)5O12 ∶ Tb3+ et LaOBr ∶ Tb3+. Cum evolutione televisionis magnae definitionis (HDTV), pulveres fluorescentes virides altae efficaciae pro CRT etiam explicantur. Exempli gratia, pulvis fluorescens viridis hybridus peregre elaboratus est, constans ex Y3(Al, Ga)5O12:Tb3+, LaOCl:Tb3+, et Y2SiO5:Tb3+, quae excellentem efficaciam luminescentiae sub alta densitate currentis habent.
Pulvis fluorescens radiorum X traditionalis est tungstatus calcii. Decenniis 1970 et 1980, phosphores terrarum rararum ad vela intensificanda elaborati sunt, ut sulfur terbio activatum, oxidum lanthani, bromum terbio activatum, oxidum lanthani (ad vela viridia), sulfur terbio activatum, oxidum yttrii(III), et cetera. Comparatus cum tungstato calcii, pulvis fluorescens terrarum rararum tempus irradiationis radiorum X pro aegris 80% reducere, resolutionem pellicularum radiorum X augere, vitam tuborum radiorum X extendere, et consumptionem energiae reducere potest. Terbium etiam ut activator pulveris fluorescentis pro velis amplificationis radiorum X medicis adhibetur, quod sensibilitatem conversionis radiorum X in imagines opticas magnopere augere, claritatem pellicularum radiorum X augere, et dosim expositionis radiorum X corpori humano magnopere reducere potest (plus quam 50%).
Terbium etiam ut activator in phosphoro albo LED, luce caerulea excitato, ad novam illuminationem semiconductorum adhibetur. Ad producendum phosphororum crystallinorum magneto-opticorum terbii-aluminii adhiberi potest, diodis caeruleis lucis emittentibus ut fontibus lucis excitationis utentibus, et fluorescentia generata cum luce excitationis miscetur ad lucem candidam puram producendam.
Materiae electroluminescentes ex Terbio factae praecipue phosphorem viridem sulfidi zinci, Terbio ut activatore, continent. Sub irradiatione ultraviolacea, complexa organica Terbii fluorescentiam viridem fortem emittere possunt et ut materiae electroluminescentes tenues adhiberi possunt. Quamquam progressus significans in studio pellicularum tenuium electroluminescentium complexorum organicorum terrarum rararum factus est, adhuc quaedam lacuna a praxi manet, et investigatio pellicularum tenuium electroluminescentium complexorum organicorum terrarum rararum et instrumentorum adhuc profunda est.
Proprietates fluorescentes terbii etiam ut specilla fluorescentiae adhibentur. Exempli gratia, specillum fluorescentem Ofloxacini terbii (Tb3+) adhibitum est ad interactionem inter complexum Ofloxacini terbii (Tb3+) et DNA (DNA) per spectrum fluorescentiae et spectrum absorptionis investigandam, quod indicat specillum Ofloxacini Tb3+ sulcum cum moleculis DNA ligans formare posse, et DNA fluorescentiam systematis Ofloxacini Tb3+ significanter augere posse. Hac mutatione innixa, DNA determinari potest.
Pro materiis magneto-opticis
Materiae effectu Faradayensi praeditae, quae etiam materiae magneto-opticae appellantur, late in laseribus aliisque instrumentis opticis adhibentur. Duo genera communia materiarum magneto-opticarum sunt: crystalla magneto-optica et vitrum magneto-opticum. Inter ea, crystalla magneto-optica (velut granatum yttrium-ferrum et granatum terbii-gallii) commoda frequentiae operationis adaptabilis et stabilitatis thermalis magnae habent, sed pretiosa et difficilia ad fabricandum sunt. Praeterea, multa crystalla magneto-optica cum angulo rotationis Faradayensi alto absorptionem magnam in ambitu undarum brevium habent, quod usum eorum limitat. Comparata cum crystallis magneto-opticis, vitrum magneto-opticum commodum transmissionis magnae habet et facile in frusta magna vel fibras transformari potest. Hodie, vitra magneto-optica cum effectu Faradayensi alto plerumque vitra iontibus terrarum rararum dopata sunt.
Adhibetur ad materias magneto-opticas reponendas
Recentibus annis, cum celeriter progressus rerum multimediae et automationis officii fiunt, desiderium novorum discorum magneticorum magnae capacitatis auctum est. Pelliculae e metallo amorpho e mixtura transitionis metallica terbii ad discos magneto-opticos magnae efficaciae fabricandos adhibitae sunt. Inter eas, pellicula tenuis e mixtura TbFeCo optimam efficaciam habet. Materiae magneto-opticae Terbii fundatae magno in gradu productae sunt, et disci magneto-optici ex eis facti ut partes repositionis computatralis adhibentur, capacitate repositionis decies vel quindecim vicibus aucta. Commoda magnae capacitatis et celeritatis accessus habent, et detersionem et obductionem decies milies in discos opticos altae densitatis adhiberi possunt. Materiae magni momenti in technologia repositionis informationum electronicarum sunt. Materia magneto-optica in fasciis visibilibus et prope infrarubris frequentissime adhibita est crystallus singularis Terbii Gallii Granati (TGG), qui est optimus material magneto-opticus ad rotatores et isolatores Faraday fabricandos.
Pro vitro magneto-optico
Vitrum magneto-opticum Faraday bonam perspicuitatem et isotropiam in regionibus visibili et infrarubri habet, et varias formas complexas formare potest. Facile est producta magnae magnitudinis producere et in fibras opticas trahi potest. Ergo, latas applicationis prospectus habet in instrumentis magneto-opticis, ut isolatoribus magneto-opticis, modulatoribus magneto-opticis, et sensoribus currentis fibrarum opticarum. Propter magnum momentum magneticum et parvum coefficientem absorptionis in ambitu visibili et infrarubri, iones Tb3+ iones terrarum rararum in vitris magneto-opticis vulgo adhibiti facti sunt.
Mixtura ferromagnetostrictiva Terbii dysprosii
Fine saeculi XX, cum revolutio scientifica et technologica mundialis profundior fieret, novae materiae applicatae terrarum rararum celeriter emergunt. Anno MCMLXXXIV, Universitas Civitatis Iowae Civitatum Foederatarum, Laboratorium Ames Ministerii Energiae Civitatum Foederatarum, et Centrum Investigationis Armorum Superficialium Classis Americanae (ex quo praecipui operarii Societatis Technologiae Americanae Limitis (ET REMA), postea constitutae, venerunt) una novam materiam rararum terrarum "intelligentem" (Smart) excogitaverunt, scilicet materiam magnetostrictivam giganteam terbii dysprosii ferri. Haec nova materia "intelligens" proprietates praeclaras habet celeriter convertendi energiam electricam in energiam mechanicam. Transductores subaquanei et electroacustici ex hac materia magnetostrictiva gigantea facti feliciter configurati sunt in apparatu navali, oratoribus detectionis puteorum petrolei, systematibus moderationis strepitus et vibrationis, et systematibus explorationis oceanicae et communicationis subterraneae. Ergo, simulac materia magnetostrictiva gigantea terbii dysprosii ferri nata est, late ab nationibus industrializatis toto orbe terrarum attentionem accepit. Societas Edge Technologies in Civitatibus Foederatis Americae anno 1989 materias magnetostrictivas giganteas terbii dysprosii ferri producere coepit, quas Terfenol D nominavit. Deinde, Suecia, Iaponia, Russia, Regnum Unitum, et Australia etiam materias magnetostrictivas giganteas terbii dysprosii ferri evolverunt.
Ex historia evolutionis huius materiae in Civitatibus Foederatis Americae, et inventio materiae et primae eius applicationes monopolisticae directe ad industriam militarem (velut ad classem navalem) pertinent. Quamquam ministeria militaria et defensionis Sinarum paulatim suam cognitionem huius materiae confirmant. Attamen, postquam Vis Nationalis Integralis Sinarum insigniter aucta est, requisita ad strategiam competitivam militarem saeculo XXI exsequendam et gradum apparatus augendum certe urgentissima erunt. Quapropter, usus late diffusus materiarum magnetostrictivarum gigantearum terbii dysprosii ferri a ministeriis militaribus et defensionis nationalis necessitas historica erit.
Breviter, multae proprietates excellentes terbii id faciunt membrum indispensabile multarum materiarum functionalium et locum irreparabilem in quibusdam campis applicationis. Attamen, propter pretium terbii altum, homines studuerunt quomodo usum terbii vitare et minuere possint, ut sumptus productionis minuantur. Exempli gratia, materiae magneto-opticae terrae rarae etiam dysprosium, ferro, cobalto, vel gadolinio, terbium, cobalto, pretio vili, quantum fieri potest, uti debent; conare ut contentum terbii in pulvere fluorescenti viridi, qui adhibendus est, minuatur. Pretium factor magni momenti factus est qui usum late diffusum terbii restringit. Sed multae materiae functionales sine eo esse non possunt, ergo principio "bono ferro in lamina utendi" adhaerere debemus et usum terbii quam maxime conservare conamur.
Tempus publicationis: V Nonas Iul. MMXXIII