テルビウム

テルビウム (英: terbium [ˈtɜrbiəm]) は原子番号65の元素。元素記号は Tb。希土類元素、ランタノイド元素に属す。

「エルビウム」あるいは「イッテルビウム」とは異なります。

ガドリニウム ← テルビウム → ジスプロシウム - ↑ Tb ↓ Bk 65Tb 周期表
外見
銀白色
一般特性
名称, 記号, 番号	テルビウム, Tb, 65
分類	ランタノイド
族, 周期, ブロック	n/a, 6, f
原子量	158.92535
電子配置	[Xe] 4f9 6s2
電子殻	2, 8, 18, 27, 8, 2（画像）
物理特性
相	固体
密度（室温付近）	8.23 g/cm3
融点での液体密度	7.65 g/cm3
融点	1629 K, 1356 °C, 2473 °F
沸点	3503 K, 3230 °C, 5846 °F
融解熱	10.15 kJ/mol
蒸発熱	293 kJ/mol
熱容量	(25 °C) 28.91 J/(mol·K)
蒸気圧
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k 温度 (K) 1789 1979 (2201) (2505) (2913) (3491)
原子特性
酸化数	4, 3, 2, 1（弱塩基性酸化物）
電気陰性度	? 1.2（ポーリングの値）
イオン化エネルギー	第1： 565.8 kJ/mol
	第2： 1110 kJ/mol
	第3： 2114 kJ/mol
原子半径	177 pm
共有結合半径	194 ± 5 pm
その他
結晶構造	六方晶系
磁性	常磁性 (300 K)
電気抵抗率	(r.t.) (α, poly) 1.150 µΩ⋅m
熱伝導率	(300 K) 11.1 W/(m⋅K)
熱膨張率	(r.t.) (α, poly) 10.3 μm/(m⋅K)
音の伝わる速さ （微細ロッド）	(20 °C) 2620 m/s
ヤング率	(α form) 55.7 GPa
剛性率	(α form) 22.1 GPa
体積弾性率	(α form) 38.7 GPa
ポアソン比	(α form) 0.261
ビッカース硬度	863 MPa
ブリネル硬度	677 MPa
CAS登録番号	7440-27-9
主な同位体
詳細はテルビウムの同位体を参照
同位体 NA 半減期 DM DE (MeV) DP 157Tb syn 71 y ε 0.060 157Gd 158Tb syn 180 y ε 1.220 158Gd β- 0.937 158Dy 159Tb 100 % 中性子94個で安定
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名称

スウェーデンの小さな町イッテルビー (Ytterby) にちなんで名づけられた。イッテルビーからは、テルビウムの他、イットリウム、イッテルビウム、エルビウムと合計四つの新元素が発見されている。これらの元素はいずれも、イッテルビー から名称の一部をとって命名された。

性質

銀白色の金属で、常温、常圧で安定な結晶構造は六方最密充填構造 (HCP)。比重は8.25、融点は1356 °C、沸点は3123 °C（2750 °Cという実験値もあり）。

水にゆっくりと溶ける。酸に易溶。空気中で表面が酸化され、高温で燃えて Tb₂O₃、更に Tb₄O₇ となる。ハロゲンとも激しく反応する。原子価は+3、+4価で、4f⁸ の電子配置を取る淡紅色の+3価のイオン Tb³⁺ が安定である。水溶液中では+4価は不安定であり、Tb₄O₇ など高酸化状態のものを含む酸化物を酸に溶解すると酸素を発生して分解し、+3価に変化する。

${\displaystyle {\ce {4Tb^{4+}(aq) + 2H2O\ =\ 4Tb^{3+}(aq) + 4H^+(aq) + O2}}}$

低温では強磁性を示し、キュリー温度 T_N は-52 °C (221 K) である。

地殻中の存在量は希土類としては比較的少ない。ガドリン石、セル石、ゼノタイムなどに含まれる。

用途

テレビのブラウン管、水銀灯の蛍光体の材料に利用される。鉄-コバルト-テルビウム合金は光磁気ディスクの磁性膜の材料として、鉄-ジスプロシウム-テルビウム合金はプリンターの印字ヘッドに利用される。磁性ガラスには磁性を担う酸化テルビウムが添加される。

歴史

2025年4月、アメリカ合衆国は、中国を含む対米貿易赤字額が大きい国・地域に相互関税を賦課すると発表。これに中国は、テルビウムを含む7つの中・重希土類の輸出規制を通告して対抗した^[1]。

テルビウムの化合物

• 酸化テルビウム(III) (Tb₂O₃)
• 酸化テルビウム(III,IV) (Tb₄O₇)
• テルビウムガリウムガーネット (Tb₃Ga₅O₁₂)

同位体

→詳細は「テルビウムの同位体」を参照