原子序数 65 · 镧系元素
铽 Tb
别名: Terbium
铽(Tb)是第65号元素,是一种柔软的银灰色镧系元素。它的离子在紫外线下发出纯净的绿光;少量添加铽就能让高性能磁体在高温下保持磁力,因此这种鲜为人知的金属已成为具有战略意义的稀土。
主要性质
| 原子序数 | 65 |
|---|---|
| 原子量 | 158.93 (CIAAW 2024 简化标准原子量) |
| 分类 | 镧系元素 |
| 族 | 镧系/锕系(无族序号) |
| 周期 | 6 |
| 区 | f |
| 物态(25 °C,1 atm) | 固态 |
| 熔点 | 1629 K (1355.8 °C) |
| 沸点 | 3503 K (3229.8 °C) |
| 密度 | 8.23 g/cm³ |
| 电负性(鲍林标度) | — |
| 原子半径(范德华半径) | 221 pm |
| 第一电离能 | 5.864 eV |
| 电子亲和能 | — |
| 氧化态 | +3 |
| 发现 | 1843 |
电子排布
- 简写
- [Xe]6s2 4f9
- 完整
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f9 5s2 5p6 6s2
- 各电子层电子数
- 2 · 8 · 18 · 27 · 8 · 2
轨道表示式
在周期表中的位置
发现历史
斯德哥尔摩附近伊特比的长石采石场出产了数量惊人的稀土元素。1843年,瑞典化学家卡尔·古斯塔夫·莫桑德尔证明,从伊特比矿物中得到的钇土(氧化钇)并不纯净,并从中分离出两种新的氧化物,称之为铒土(erbia)和铽土(terbia)。
后来的化学家把这两个名字对调了,造成了多年的混乱。通常的说法是,莫桑德尔最初称为铽土的物质就是今天的氧化铒,反之亦然。直到20世纪中叶引入离子交换技术之后,才能轻松获得真正纯净的铽化合物。
名称由来
铽以伊特比村(Ytterby)命名,钇、镱和铒的名字也来自这个村庄。一个瑞典小地名贡献了四种元素的名字,这项纪录无处能及。中文“铽”以金字旁加“忒”字,取其读音(tè)。
主要用途
- 绿色荧光粉:三价铽提供三基色荧光灯中的绿色成分,也曾用于彩色显像管和X射线增感屏。
- 磁体添加剂:在钕铁硼磁体中添加铽能提高矫顽力,使其在电动汽车电机和风力涡轮机的高温下正常工作。
- 磁致伸缩:铽、镝和铁组成的合金Terfenol-D在磁场中会显著改变长度,用于声呐、声学换能器和精密执行器。
- 磁光存储:铽合金曾构成可擦写磁光盘的记录层。
同位素
天然铽是单一同位素元素:全部是稳定的铽-159。在人工同位素中,铽-149、-152、-155和-161在核医学领域备受关注,因为它们合起来可以用同一种元素同时完成成像和治疗,这种方法被称为诊疗一体化。
日常生活中
铽存在于你身边照明和显示器的绿色部分,以及电动汽车和风力涡轮机的磁体中。它在地壳中很稀少,大部分供应来自中国南方的离子吸附型黏土矿床,因此铽经常出现在关键矿产的讨论中。一般认为它的毒性较低,但金属粉末易燃,而且稀土的开采和精炼会带来沉重的环境代价。
小知识
- 一个瑞典村庄伊特比为四种化学元素提供了名字。
- 铽的绿色发光使荧光灯在人眼看来更亮。
- Terfenol-D的名称取自铽(Ter)、铁(Fe)、美国海军军械实验室(NOL)和镝(D)。
同类元素 (镧系元素)
数据来源 · 性质:PubChem Periodic Table(美国 NIH/NLM 公开数据)· 原子量:CIAAW 2024 简化标准原子量 · 名称:Wikidata(CC0),韩文名称遵循大韩化学会。获取日期 2026-09-23。