氢化铽 | 13598-54-4

• 物质功能分类: 无机化工 - 单质
• 分子结构分类: 无机化合物 - 均相金属化合物 - 均相镧系化合物
• 中文名称: 氢化铽
• 中文别名: 氢化铽(III)；三氢化铽；铽棒；铽粉；铽
• 英文名称: terbium
• CAS: 13598-54-4；7440-27-9
• 化学式: Tb
• 分子量: 158.925
• InChiKey: GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  1356 °C (lit.)
• 沸点：
  3230 °C (lit.)
• 密度：
  8.234 g/mL at 25 °C (lit.)
• 暴露限值：
  ACGIH: TWA 2 ppm; STEL 4 ppmOSHA: TWA 2 ppm(5 mg/m3)NIOSH: IDLH 25 ppm; TWA 2 ppm(5 mg/m3); STEL 4 ppm(10 mg/m3)
• 物理描述：
  Silver metal that oxidizes in air; [Merck Index]

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  0.0
• 重原子数：
  1
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  0

ADMET

毒理性

• 副作用

纤维原性 - 引发组织损伤和纤维化（疤痕形成）。

Fibrogenic - Inducing tissue injury and fibrosis (scarring).

来源:Haz-Map, Information on Hazardous Chemicals and Occupational Diseases

安全信息

• TSCA：
  Yes
• 危险等级：
  8

制备方法与用途

简介

铽是镧系元素或“稀土”元素组的成员之一。作为一种银色金属，它类似于铝且质地较重，手感像铅。更重要的是，它位于钇亚组（镧系元素）中，并具有良好的耐腐蚀性能。

铽广泛存在于硅酸盐、辉长岩以及其他矿物中，同时也与其他稀土元素共存。在所有17种镧系元素中，铽的含量排名第14位。虽然用途有限，但其化合物可用作电视管绿磷的活化剂和激光产生器，并被用于某些形式固态仪器的“掺杂”，以及作为燃料电池中的稳定剂，以使其能在高温下运行。

物理性质

铽存在两种晶体变体（α和β），转变温度为1289°C。它在空气中相对稳定，是一种银灰色金属，具有延展性和韧性，足够柔软可以用小刀切割。共有42种同位素和异构体，其氧化物呈现巧克力色或深栗色。

发现历史

铽于1843年由莫桑德尔（C.G.Mosander）发现，并最初命名为“氧化铒”。直到1877年才正式更名为铽。1905年乌贝因（G.Urbain）首次成功提纯。它的名字来源于瑞典村庄Ytterby。

莫桑德在对钇土进行研究时，在1842年发表了关于该元素的研究报告，指出最初的钇土不是单一的氧化物而是三种不同元素的混合物之一，即命名其为“terbia”（铽土），并以发现地瑞典斯德哥尔摩附近的Ytterby村庄来命名。

来源

铽少量存在于磷铈钍砂和硅铍钇矿中。它与其他稀土元素共存于独居石砂中，一般含量约为0.03%。其他来源还包括磷钇矿和黑稀金矿，这两者的氧化物混合物含有的铽高达1%。

用途

铽主要用于电视管绿磷的活化剂、激光产生器以及某些形式固态仪器中的“掺杂”。它还被用于燃料电池中的稳定剂，使其能在高温下运行。此外，铽化合物还可以作为荧光粉和催化剂等其他应用材料。

生产方法

主要矿物为独居石。用金属钙还原无水氟化物或氯化物（在钽制坩埚中）可制得金属铽。还原过程通常使用钽片氩弧焊接成的耐腐蚀不与稀土金属反应的钽坩埚，通过真空感应炉在1800℃下进行。将过量10%～15%的钙屑或钙粒与氟化铽混匀后装入并压实于坩埚中，随后抽真空至10-2Pa并在400～600℃下加热。经过深脱气后充入净化后的氩气（6×104Pa），继续升温至800～1000℃使金属开始还原反应。最后，在1750℃保持10～15min，以确保充分分层并获得致密的金属锭。

为了提高还原产品的纯度，需要使用干法氟化法制备较纯净的氟化铽，并在799.93Pa氦分压下对钙进行蒸馏提纯。还原产品中通常含0.2%～0.5%钙和约0.1%～0.5%钽杂质。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  氢化铽 在 iodine 作用下， 以 neat (no solvent) 为溶剂， 生成 碘化铽(III)
  参考文献：
  名称：

  Dudareva, A. G.; Nechitailov, S. B.; Babushkina, T. A., Russian Journal of Inorganic Chemistry, 1989, vol. 34, p. 1809 - 1812

  摘要：

  DOI：
• 作为产物：
  描述：

  氟化铽(III) 在 lithium 作用下， 以 neat (no solvent) 为溶剂， 生成 氢化铽
  参考文献：
  名称：

  Gmelin Handbuch der Anorganischen Chemie, Gmelin Handbook: Sc: MVol.B2, 2.1.1, page 200 - 207

  摘要：

  DOI：
• 作为试剂：
  描述：

  trans-potassium dimalonatodiaquochromate(III) 在 氢化铽 作用下， 以 水 为溶剂， 生成
  参考文献：
  名称：

  所述的镧系元素离子催化反式-顺式异构化的反式-双（草酸根）-diaquochromate（III）和反式-双（丙二酸）diaquochromate（III）[1]

  摘要：

  镧系元素离子催化反式-顺式的异构化反式-双（草酸根）diaquochromate（II）和反式研究了双（丙二醛）重铬酸盐（III）。发现线性自由能关系使草酸盐反应的催化速率常数与简单的单羧酸和镧系元素的轻（LaGd）成员之间形成的配合物的形成常数相关。结果表明，对于该系列的该部分，反应机理与单羧酸盐配合物中间体的形成有关。当镧系元素离子的离子半径降低到特定值以下时（如系列的后半部分），金属离子与草酸根离子的两个羧酸根保持配位，而不是仅与一个羧酸根键合。在任何一种情况下，异构化为顺式 最终产生产物，并释放出镧系元素离子。

  DOI：

  10.1016/s0020-1693(00)87608-2

文献信息

• Primary aminomethyl derivatives of kaempferol: hydrogen bond-assisted synthesis, anticancer activity and spectral properties
  作者：Shuanglian Cai、Yangyang Kong、Dan Xiao、Yun Chen、Qiuan Wang

  DOI：10.1039/c7ob02927f

  日期：——

  products of kaempferol. The formation of appropriate hydrogen bonds between strong nucleophilic amino acids and phenol is essential for the smooth reaction of the SN2 nucleophilic substitution. The SN2 mechanism hypothesis involving a hydrogen bond-assisted process was also supported by the density functional theory (DFT) analysis. An antiproliferative test of synthetic compounds shows the moderate to potent

  通过涉及曼尼希反应和S N 2亲核取代两个步骤的组合策略合成了山emp酚的一系列伯氨甲基伯衍生物。产物的结构表明，优先的氨基甲基化在山emp酚的A环的C-6或C-8位置，尤其是后者。有趣的是，实验数据表明分子间氢键在山ka酚的主要氨基甲基产物的形成中起关键作用。在强亲核氨基酸和苯酚之间形成适当的氢键对于S N 2亲核取代的平稳反应是必不可少的。在S Ñ密度泛函理论（DFT）分析也支持涉及氢键辅助过程的2种机理假说。合成化合物的抗增殖测试显示，通过CCK-8分析，它对三种人类癌细胞系（HeLa，HCC1954和SK-OV-3）具有中等至有效的细胞毒活性。化合物4e对HeLa细胞显示出选择性的抗增殖活性，且IC50值较低（4.27μm），值得进一步开发。另一个有趣的结果是，大多数金属络合物的最大发射带位于约480 nm处，而Tm和Yb络合物的最大发射带出现在约533 nm处。
• Magnetic properties of a new series of rare-earth iron nitrides: R₂Fe₁₇N_y(y approximately 2.6)
  作者：Hong Sun、J M D Coey、Y Otani、D P F Hurley

  DOI：10.1088/0953-8984/2/30/013

  日期：1990.7.30

  A series of interstitial ternary nitrides R2Fe17Ny with 2.3

  一系列间隙三元氮化物 R2Fe17Ny 与 2.3
• Magnetic properties of R2Fe14M3 compounds with M = Ga and SI; R = Y, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er and Tm
  作者：Bao-gen Shen、Bing Liang、Zhao-hua Cheng、Hua-yang Gong、Wen-shan Zhan、Hong Tang、F.R. de Boer、K.H.J. Buschow

  DOI：10.1016/s0038-1098(97)00152-x

  日期：1997.7

  and Si; R = Y, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er and Tm) have been prepared by are-melting. Crystal-structure studies have shown that the prepared samples are single phase with the rhombohedral Th2Zn17 and/or the hexagonal Th2Ni17 structure. Substitution of Ga for Fe in R2Fe17 leads to an increase of the unit-cell volume, whereas Si substitution reduces the unit-cell volume. The Curie temperatures of the R2Fe14Ga3

  已经通过熔化制备了组成为 R2Fe14M3（M = Ga 和 Si；R = Y、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er 和 Tm）的样品。晶体结构研究表明，制备的样品是具有菱形 Th2Zn17 和/或六角形 Th2Ni17 结构的单相。在 R2Fe17 中用 Ga 替代 Fe 导致晶胞体积增加，而 Si 替代降低了晶胞体积。R2Fe14Ga3 和 R2Fe14Si3 化合物的居里温度远大于相应的 R2Fe17 化合物的居里温度。Fe 矩在 Ga 或 Si 取代时降低。R2Fe14Ga3 和 R2Fe14Si3（R = Er 和 Tm）化合物在低温下表现出自旋-重定向转变。(C) 1997 Elsevier Science Ltd.
• Magnetocrystalline anisotropy and magnetostriction of H and N modified R2Fe17 compounds (R=Y, Tb, Dy, Ho, Er)
  作者：S.A Nikitin、E.A Ovtchenkov、I.S Tereshina、A.A Salamova、V.N Verbetsky

  DOI：10.1016/s0304-8853(99)00161-4

  日期：1999.5

  nitrogen on the magnetocrystalline anisotropy (MCA) and magnetostriction of R2Fe17M (R=Y, Tb, Dy, Ho, Er; M=H, N) compounds are studied. The signs of the first MCA constants of a rare-earth (R) sublattice are in agreement with the sign of the Stevens factors of R ions for all R2Fe17M compounds studied. The effects of the nitrogen and the hydrogen atoms on rare-earth sublattice anisotropy have been found

  摘要 研究了氢和氮对R2Fe17M (R=Y, Tb, Dy, Ho, Er; M=H, N)化合物的磁晶各向异性(MCA)和磁致伸缩的影响。稀土 (R) 亚晶格的第一个 MCA 常数的符号与所研究的所有 R2Fe17M 化合物的 R 离子的 Stevens 因子的符号一致。已经发现氮和氢原子对稀土亚晶格各向异性的影响是相反的。氢化和氮化都会导致磁致伸缩符号的减少和变化。
• Desorption characteristics of rare earth (R) hydrides (R=Y, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd and Tb) in relation to the HDDR behaviour of R–Fe-based-compounds
  作者：V.A Yartys、O Gutfleisch、V.V Panasyuk、I.R Harris

  DOI：10.1016/s0925-8388(96)03097-6

  日期：1997.5

  Vacuum desorption characteristics of binary hydrides of rare earth metals (R=Ce, Pr, Nd, Y, Sm, Gd, Tb) were studied. A complete decomposition of hydrides, confirmed by X-ray diffraction, was achieved at temperatures up to 820 °C. When heating the hydrogenated material in vacuum, two distinct hydrogen desorption events were observed for all the hydrides under investigation. The hydrogen desorption behaviour

  摘要 研究了稀土金属二元氢化物(R=Ce、Pr、Nd、Y、Sm、Gd、Tb)的真空解吸特性。在高达 820 °C 的温度下实现了氢化物的完全分解，经 X 射线衍射证实。当在真空中加热氢化材料时，对于所研究的所有氢化物观察到两种不同的氢解吸事件。两种金属的氢解吸行为不同，即 I 族（Ce、Pr ​​和 Nd）和 II 族（Y、Sm、Gd 和 Tb）。Nd6Fe13Ge 和 Nd6Fe12.8Ga1.2 金属间化合物均具有 Nd6Fe13Si 型结构，表明发生了氢化-歧化-解吸-复合 (HDDR) 过程。