टर्बियम

From LTRC

टर्बियम (Terbium) एक रासायनिक तत्व है; इसका प्रतीक Tb और परमाणु क्रमांक 65 है। यह एक चांदी जैसी सफेद, दुर्लभ मृदा धातु है जो आघातवर्धनीय (malleable) और तन्य (ductile) होती है। लैंथेनाइड श्रृंखला का नौवां सदस्य, टर्बियम एक काफी विद्युत-धनात्मक (electropositive) धातु है जो पानी के साथ प्रतिक्रिया करती है और हाइड्रोजन गैस उत्सर्जित करती है। टर्बियम प्रकृति में कभी भी मुक्त तत्व के रूप में नहीं पाया जाता है, लेकिन यह सेराइट, गैडोलिनाइट, मोनाज़ाइट, ज़ेनोटाइम और यूक्सेनाइट सहित कई खनिजों में निहित होता है।

स्वीडिश रसायनज्ञ कार्ल गुस्ताफ मोसांडर ने 1843 में एक रासायनिक तत्व के रूप में टर्बियम की खोज की। उन्होंने इसे यट्रियम(III) ऑक्साइड (Y2O3) में एक अशुद्धि के रूप में पहचाना। यट्रियम और टर्बियम, साथ ही एर्बियम और यटरबियम, का नाम स्वीडन के यटरबी (Ytterby) गाँव के नाम पर रखा गया है। आयन विनिमय (ion exchange) तकनीकों के आगमन तक टर्बियम को शुद्ध रूप में अलग नहीं किया गया था।

टर्बियम का उपयोग ठोस-अवस्था उपकरणों में कैल्शियम फ्लोराइड, कैल्शियम टंगस्टेट और स्ट्रोंटियम मोलिब्डेट को डोप करने के लिए, और उच्च तापमान पर काम करने वाले ईंधन सेल के क्रिस्टल स्टेबलाइजर के रूप में किया जाता है। टर्फेनोल-डी (Terfenol-D) (एक मिश्र धातु जो चुंबकीय क्षेत्रों के संपर्क में आने पर किसी भी अन्य मिश्र धातु की तुलना में अधिक फैलती और सिकुड़ती है) के एक घटक के रूप में, टर्बियम का उपयोग एक्चुएटर, नौसैनिक सोनार सिस्टम और सेंसर में किया जाता है। टर्बियम को गैर-खतरनाक माना जाता है, हालाँकि इसकी जैविक भूमिका और विषाक्तता पर गहराई से शोध नहीं किया गया है।

दुनिया की अधिकांश टर्बियम आपूर्ति का उपयोग हरे फॉस्फर में किया जाता है। टर्बियम ऑक्साइड का उपयोग फ्लोरोसेंट लैंप और टेलीविजन तथा मॉनिटर कैथोड-रे ट्यूब (CRTs) में किया जाता है। टर्बियम ग्रीन फॉस्फर को द्विसंयोजक यूरोपियम ब्लू फॉस्फर और त्रिसंयोजक यूरोपियम रेड फॉस्फर के साथ मिलाकर त्रि-वर्णक (trichromatic) प्रकाश तकनीक प्रदान की जाती है, जो इनडोर लाइटिंग में उपयोग की जाने वाली एक उच्च-दक्षता वाली सफेद रोशनी है।

विशेषताएँ

भौतिक गुण

टर्बियम एक चांदी जैसी सफेद दुर्लभ मृदा धातु है जो आघातवर्धनीय, तन्य और इतनी नरम है कि इसे चाकू से काटा जा सकता है।[1] लैंथेनाइड श्रृंखला के पहले भाग में अधिक प्रतिक्रियाशील लैंथेनाइड्स की तुलना में यह हवा में अपेक्षाकृत स्थिर है।[2] टर्बियम दो क्रिस्टल बहुरूपों (allotropes) में मौजूद है, जिनके बीच का परिवर्तन तापमान 1289 °C है।[1] टर्बियम परमाणु के 65 इलेक्ट्रॉन [Xe]4f96s2 के इलेक्ट्रॉन विन्यास में व्यवस्थित होते हैं। ग्यारह 4f और 6s इलेक्ट्रॉन संयोजी (valence) होते हैं। परमाणु आवेश के बहुत अधिक होने से पहले केवल तीन इलेक्ट्रॉनों को हटाया जा सकता है, लेकिन टर्बियम के मामले में, अर्ध-भरे [Xe]4f7 विन्यास की स्थिरता फ्लोरीन गैस जैसे बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों की उपस्थिति में चौथे इलेक्ट्रॉन के आगे आयनीकरण की अनुमति देती है।[1]

टर्बियम(III) धनायन (Tb3+) शानदार ढंग से फ्लोरोसेंट है, जो एक चमकीले नींबू-पीले रंग में होता है, जो नारंगी और लाल रंग की अन्य रेखाओं के साथ एक मजबूत हरे उत्सर्जन रेखा का परिणाम है। फ्लोराइट खनिज की यट्रोफ्लोराइट किस्म अपनी मलाईदार-पीली प्रतिदीप्ति का श्रेय आंशिक रूप से टर्बियम को देती है। टर्बियम आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है, और इसलिए इसका उपयोग इसके मौलिक रूप में विशेष रूप से अनुसंधान के लिए किया जाता है। एकल टर्बियम परमाणुओं को फुलेरीन अणुओं में प्रत्यारोपित करके अलग किया गया है। त्रिसंयोजक यूरोपियम (Eu3+) और Tb3+ आयन उन लैंथेनाइड आयनों में से हैं जिन्होंने अपनी मजबूत चमक और महान रंग शुद्धता के कारण सबसे अधिक ध्यान आकर्षित किया है।[3][4]

टर्बियम में 219 K से नीचे के तापमान पर एक सरल फेरोमैग्नेटिक क्रम होता है। 219 K से ऊपर, यह एक हेलिकल एंटीफेरोमैग्नेटिक अवस्था में बदल जाता है जिसमें एक विशेष आधार तल (basal plane) परत में सभी परमाणु क्षण समानांतर होते हैं और आसन्न परतों के क्षणों के लिए एक निश्चित कोण पर उन्मुख होते हैं। यह एंटीफेरोमैग्नेटिज्म 230 K पर एक अव्यवस्थित पैरामैग्नेटिक अवस्था में बदल जाता है।[5]

रासायनिक गुण

टर्बियम धातु एक विद्युत-धनात्मक तत्व है और अधिकांश एसिड (जैसे सल्फ्यूरिक एसिड), सभी हैलोजन, और पानी की उपस्थिति में ऑक्सीकृत हो जाती है।[6]

2 Tb(s) + 3 H2SO4 → 2 Tb3+ + 3 SO_{4}2- + 3 H2(g)
2 Tb + 3 X2 → 2 TbX3 (X = F, Cl, Br, I)
2 Tb(s) + 6 H2O → 2 Tb(OH)3 + 3 H2(g)

टर्बियम हवा में आसानी से ऑक्सीकृत होकर एक मिश्रित टर्बियम(III,IV) ऑक्साइड बनाता है:[6]

8 Tb + 7 O2 → 2 Tb4O7

टर्बियम की सबसे सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था +3 (त्रिसंयोजक) है, जैसे TbCl3 में। ठोस अवस्था में, चतुर्संयोजक टर्बियम भी ज्ञात है, जैसे टर्बियम ऑक्साइड (TbO2) और टर्बियम टेट्राफ्लोराइड जैसे यौगिकों में।[7] घोल में, टर्बियम आमतौर पर त्रिसंयोजक प्रजातियां बनाता है, लेकिन अत्यधिक क्षारीय जलीय स्थितियों में ओजोन के साथ चतुर्संयोजक अवस्था में ऑक्सीकृत किया जा सकता है।[8]

टर्बियम का समन्वय और ऑर्गनोमेटेलिक रसायन विज्ञान अन्य लैंथेनाइड्स के समान है। जलीय स्थितियों में, टर्बियम को नौ पानी के अणुओं द्वारा समन्वित किया जा सकता है, जो एक ट्रिकैप्ड ट्राइगोनल प्रिज्मीय आणविक ज्यामिति में व्यवस्थित होते हैं।[9] कम समन्वय संख्या वाले टर्बियम के कॉम्प्लेक्स भी ज्ञात हैं, जो आमतौर पर मेटल बिस(ट्राइमिथाइलसिलिल)एमाइड्स जैसे भारी लिगेंड के साथ होते हैं, जो तीन-समन्वय ट्रिस[N,N-बिस(ट्राइमिथाइलसिलिल)एमाइड]टर्बियम(III) (Tb[N(SiMe3)2]3) कॉम्प्लेक्स बनाते हैं।[10]

अधिकांश समन्वय और ऑर्गनोमेटेलिक कॉम्प्लेक्स में टर्बियम त्रिसंयोजक ऑक्सीकरण अवस्था में होता है। द्विसंयोजक Tb2+ कॉम्प्लेक्स भी ज्ञात हैं, जो आमतौर पर भारी साइक्लोपेंटाडिएनिल-प्रकार के लिगेंड के साथ होते हैं।[11][12][13] चतुर्संयोजक अवस्था में टर्बियम युक्त कुछ समन्वय यौगिक भी ज्ञात हैं।[14][15][16]

ऑक्सीकरण अवस्थाएँ

अधिकांश दुर्लभ-मृदा तत्वों और लैंथेनाइड्स की तरह, टर्बियम आमतौर पर +3 ऑक्सीकरण अवस्था में पाया जाता है। सीरियम और प्रासियोडिमियम की तरह, टर्बियम भी +4 ऑक्सीकरण अवस्था बना सकता है,[17] हालाँकि यह पानी में अस्थिर है।[18] टर्बियम का 0,[19][20] +1,[21] और +2[17] ऑक्सीकरण अवस्थाओं में पाया जाना संभव है।

यौगिक

मुख्य लेख: टर्बियम यौगिक

टर्बियम उच्च तापमान पर नाइट्रोजन, कार्बन, सल्फर, फास्फोरस, बोरॉन, सेलेनियम, सिलिकॉन और आर्सेनिक के साथ मिलकर विभिन्न बाइनरी यौगिक बनाता है जैसे TbH2, TbH3, TbB2, TbSi2, TbN, TbP, TbS, Tb2S3, TbSe, और TbTe।[22] इन यौगिकों में, टर्बियम मुख्य रूप से +3 ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है, जिसमें +2 अवस्था शायद ही कभी दिखाई देती है। टर्बियम(II) हैलाइड्स टैंटलम कंटेनरों में धात्विक टर्बियम की उपस्थिति में टर्बियम(III) हैलाइड्स को एनील करके प्राप्त किए जाते हैं। टर्बियम सेसक्विक्लोराइड Tb2Cl3 भी बनाता है, जिसे 800 °C पर एनीलिंग करके टर्बियम(I) क्लोराइड (TbCl) में और कम किया जा सकता है; यह यौगिक स्तरित ग्रेफाइट जैसी संरचना के साथ प्लेटलेट्स बनाता है।[23]

टर्बियम(IV) फ्लोराइड (TbF4) एकमात्र हैलाइड है जिसे चतुर्संयोजक टर्बियम बना सकता है। इसमें मजबूत ऑक्सीकरण गुण होते हैं और यह एक मजबूत फ्लोरीनेटिंग एजेंट है, जो गर्म होने पर कोबाल्ट(III) फ्लोराइड या सीरियम(IV) फ्लोराइड से उत्सर्जित फ्लोराइड वाष्प के मिश्रण के बजाय अपेक्षाकृत शुद्ध परमाणु फ्लोरीन उत्सर्जित करता है।[24] इसे 320 °C पर फ्लोरीन गैस के साथ टर्बियम(III) क्लोराइड या टर्बियम(III) फ्लोराइड की प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किया जा सकता है:[25]

2 TbF3 + F2 → 2 TbF4

जब TbF4 और सीज़ियम फ्लोराइड (CsF) को फ्लोरीन गैस वातावरण में स्टोइकोमेट्रिक अनुपात में मिलाया जाता है, तो सीज़ियम पेंटाफ्लोरोटर्बेट (CsTbF5) प्राप्त होता है। यह Cmca अंतरिक्ष समूह और TbF_{8}4− तथा 11-समन्वित Cs+ से बनी एक स्तरित संरचना के साथ एक ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल प्रणाली है।[26] बेरियम हेक्साफ्लोरोटर्बेट (BaTbF6) यौगिक, जो Cmma अंतरिक्ष समूह के साथ एक ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल है, को इसी तरह की विधि से तैयार किया जा सकता है। टर्बियम फ्लोराइड आयन TbF_{8}4−[27] पोटेशियम टर्बियम फ्लोराइड क्रिस्टल की संरचना में भी मौजूद है।[28][29]

टर्बियम(III) ऑक्साइड या टर्बिया टर्बियम का मुख्य ऑक्साइड है, और यह गहरे भूरे रंग के पानी में अघुलनशील ठोस के रूप में दिखाई देता है। यह थोड़ा हाइग्रोस्कोपिक है[30] और दुर्लभ मृदा युक्त खनिजों और मिट्टी में पाया जाने वाला मुख्य टर्बियम यौगिक है।[31]

अन्य यौगिकों में शामिल हैं:

समस्थानिक

प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला टर्बियम अपने एकमात्र स्थिर समस्थानिक, टर्बियम-159 से बना है; इसलिए तत्व मोनोन्यूक्लिडिक और मोनोआइसोटोपिक है। 135Tb से 174Tb तक उनतालीस रेडियोआइसोटोप की विशेषता बताई गई है।ref टर्बियम के सबसे स्थिर सिंथेटिक रेडियोआइसोटोप 158Tb हैं, जिसकी अर्ध-आयु 180 वर्ष है, और 157Tb है, जिसकी अर्ध-आयु 71 वर्ष है। शेष सभी रेडियोधर्मी समस्थानिकों की अर्ध-आयु तीन महीने से कम है, और इनमें से अधिकांश की अर्ध-आयु आधे मिनट से कम है।ref सबसे प्रचुर स्थिर समस्थानिक, 159Tb से पहले प्राथमिक क्षय मोड इलेक्ट्रॉन कैप्चर है, जिसके परिणामस्वरूप गैडोलीनियम समस्थानिकों का उत्पादन होता है, और बाद में प्राथमिक मोड बीटा माइनस क्षय है, जिसके परिणामस्वरूप डिस्प्रोसियम समस्थानिक बनते हैं।ref यह सबसे भारी तत्व भी है जहाँ प्रत्येक स्थिर न्यूक्लाइड का कोई पुष्टि ऊर्जावान रूप से अनुमत क्षय मोड नहीं है, हालाँकि किसी भी ऐसे समस्थानिक वाला सबसे भारी तत्व डिस्प्रोसियम है।

तत्व में 31 परमाणु आइसोमर भी हैं, जिनका द्रव्यमान 141–154, 156, 158, 162, और 164–168 है (हर द्रव्यमान संख्या केवल एक आइसोमर के अनुरूप नहीं है)। उनमें से सबसे स्थिर टर्बियम-156m2 है, जिसकी अर्ध-आयु 24.4 घंटे है, और टर्बियम-154m2 है, जिसकी अर्ध-आयु 22.7 घंटे है; यह 155–161 द्रव्यमान सीमा के बाहर, टर्बियम समस्थानिकों की जमीनी अवस्थाओं की तुलना में अधिक स्थिर है।ref

टर्बियम-149, अपनी 4.1 घंटे की अर्ध-आयु के साथ, लक्षित अल्फा थेरेपी और पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी में एक आशाजनक उम्मीदवार है।[32][33]

इतिहास

स्वीडिश रसायनज्ञ कार्ल गुस्ताफ मोसांडर ने 1843 में टर्बियम की खोज की।[34][35] उन्होंने इसे यट्रियम ऑक्साइड, Y2O3, जिसे तब यट्रिया के रूप में जाना जाता था, में एक अशुद्धि के रूप में पहचाना। यट्रियम, एर्बियम, और टर्बियम सभी का नाम स्वीडन के यटरबी गाँव के नाम पर रखा गया है।[36][37] आयन विनिमय तकनीकों के आगमन तक टर्बियम को शुद्ध रूप में अलग नहीं किया गया था।[38]

मोसांडर ने सबसे पहले यट्रिया को तीन अंशों में अलग किया, सभी का नाम अयस्क के नाम पर रखा गया: यट्रिया, एर्बिया, और टर्बिया। "टर्बिया" मूल रूप से वह अंश था जिसमें गुलाबी रंग था, जो अब एर्बियम के रूप में जाने जाने वाले तत्व के कारण था। "एर्बिया", वह ऑक्साइड जिसमें अब टर्बियम के रूप में जाना जाने वाला तत्व था, मूल रूप से वह अंश था जो घोल में पीला या गहरा नारंगी था।[34][36] इस तत्व के अघुलनशील ऑक्साइड को भूरे रंग का बताया गया था,[39][40][30] और दहन के बाद घुलनशील ऑक्साइड को रंगहीन बताया गया था।[41] स्पेक्ट्रल विश्लेषण के आगमन तक, इस बात पर बहस होती रही कि क्या एर्बिया का अस्तित्व भी था। मार्क डेलाफोंटेन द्वारा स्पेक्ट्रल विश्लेषण ने अलग-अलग तत्वों और उनके ऑक्साइडों की पहचान करने की अनुमति दी,[38] लेकिन उनके प्रकाशनों में, एर्बियम और टर्बियम के नाम बदल दिए गए थे,(Voncken, 2016, p. 10-11) एक संक्षिप्त अवधि के बाद जहाँ टर्बियम का नाम मोसांडर के नाम पर "मोसांड्रम" रखा गया था।[42] तब से नाम बदल गए हैं।[36]

टर्बियम (टर्बियम ऑक्साइड के रूप में) तैयार करने के शुरुआती साल कठिन थे। गैडोलिनाइट और समार्स्काइट से धातु ऑक्साइड को नाइट्रिक एसिड में घोल दिया गया था, और घोल को ऑक्सालिक एसिड और पोटेशियम सल्फेट का उपयोग करके और अलग किया गया था। एर्बिया को टर्बिया से अलग करने में बहुत कठिनाई हुई; 1881 में, यह नोट किया गया था कि दोनों को अलग करने का कोई संतोषजनक तरीका नहीं था।[41] 1914 तक, टर्बियम को उसके मेजबान खनिजों से अलग करने के लिए विभिन्न सॉल्वैंट्स का उपयोग किया गया था, लेकिन टर्बियम को उसके पड़ोसी तत्वों - गैडोलीनियम और डिस्प्रोसियम - से अलग करने की प्रक्रिया को "थकाऊ" लेकिन संभव बताया गया था।[43] आधुनिक टर्बियम निष्कर्षण विधियाँ 1937 में वर्नर फिशर एट अल द्वारा विकसित तरल-तरल निष्कर्षण प्रक्रिया पर आधारित हैं।[44]

प्राप्ति

टेरबियम कई खनिजों में अन्य दुर्लभ मृदा तत्वों के साथ पाया जाता है, जिनमें मोनाजाइट ((Ce,La,Th,Nd,Y)PO4, जिसमें 0.03% तक टेरबियम होता है), ज़ेनोटाइम (YPO4) और यूक्सेनाइट ((Y,Ca,Er,La,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6, जिसमें 1% या उससे अधिक टेरबियम होता है) शामिल हैं। भूपर्पटी में टेरबियम की प्रचुरता का अनुमान 1.2 mg/kg लगाया गया है।[22] अभी तक कोई भी टेरबियम-प्रधान खनिज नहीं मिला है।[45]

टेरबियम (Tb II प्रजाति के रूप में) को KELT-9b के वायुमंडल में खोजा गया है, जो एक हॉट-जुपिटर सौर मंडल के बाहर का ग्रह है।[46]

वर्तमान में, टेरबियम के सबसे समृद्ध व्यावसायिक स्रोत दक्षिणी चीन की आयन-अधिशोषण मिट्टी (clay) हैं;[31] भार के अनुसार लगभग दो-तिहाई यिट्रियम ऑक्साइड वाले सांद्रण में लगभग 1% टेरबिया होता है। बास्टनेसाइट और मोनाजाइट में टेरबियम की अल्प मात्रा पाई जाती है; जब मूल्यवान भारी लैंथेनाइड्स को समैरियम-यूरोपियम-गैडोलीनियम सांद्रण के रूप में प्राप्त करने के लिए विलायक निष्कर्षण (solvent extraction) द्वारा इनका प्रसंस्करण किया जाता है, तो टेरबियम उसी में प्राप्त हो जाता है। आयन-अधिशोषण मिट्टियों की तुलना में संसाधित बास्टनेसाइट की बड़ी मात्रा के कारण, दुनिया की टेरबियम आपूर्ति का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बास्टनेसाइट से आता है।[1]

2018 में, जापान के मिनामीतोरी द्वीप के तट पर टेरबियम का एक समृद्ध स्रोत खोजा गया, जिसके बारे में कहा गया कि यह आपूर्ति "420 वर्षों तक वैश्विक मांग को पूरा करने के लिए पर्याप्त है"।[47]

उत्पादन

टेरबियम युक्त कुचले हुए खनिजों को गर्म सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के साथ उपचारित किया जाता है ताकि दुर्लभ मृदा तत्वों के जल-घुलनशील सल्फेट प्राप्त किए जा सकें। अम्लीय निस्यंदों (filtrates) को कास्टिक सोडा के साथ pH 3–4 तक आंशिक रूप से उदासीन किया जाता है। थोरियम हाइड्रॉक्साइड के रूप में घोल से अवक्षेपित हो जाता है और इसे हटा दिया जाता है। दुर्लभ मृदा तत्वों को उनके अघुलनशील ऑक्सालेट में बदलने के लिए घोल को अमोनियम ऑक्सालेट के साथ उपचारित किया जाता है। ऑक्सालेट को गर्म करके ऑक्साइड में विघटित किया जाता है। ऑक्साइड को नाइट्रिक एसिड में घोला जाता है जो मुख्य घटकों में से एक, सीरियम को अलग कर देता है, जिसका ऑक्साइड HNO3 में अघुलनशील होता है। टेरबियम को क्रिस्टलीकरण द्वारा अमोनियम नाइट्रेट के साथ द्वि-लवण (double salt) के रूप में अलग किया जाता है।[22]

दुर्लभ मृदा लवण के घोल से टेरबियम लवण को अलग करने की सबसे कुशल विधि आयन विनिमय (ion exchange) है। इस प्रक्रिया में, दुर्लभ मृदा आयनों को राल (resin) में मौजूद हाइड्रोजन, अमोनियम या क्यूप्रिक आयनों के साथ विनिमय द्वारा उपयुक्त आयन-विनिमय राल पर अधिशोषित (sorbed) किया जाता है। इसके बाद दुर्लभ मृदा आयनों को उपयुक्त जटिल बनाने वाले एजेंटों (complexing agents) द्वारा चुनिंदा रूप से धोकर अलग कर लिया जाता है। अन्य दुर्लभ मृदा तत्वों की तरह, टेरबियम धातु का उत्पादन निर्जल क्लोराइड या फ्लोराइड को कैल्शियम धातु के साथ अपचयित (reduce) करके किया जाता है। कैल्शियम और टैंटलम अशुद्धियों को वैक्यूम रीमेल्टिंग, आसवन, अमलगम निर्माण या ज़ोन मेल्टिंग द्वारा हटाया जा सकता है।[22][38]

2020 में, टेरबियम की वार्षिक मांग 340 t अनुमानित की गई थी।[31] यूनाइटेड स्टेट्स जियोलॉजिकल सर्वे के मिनरल कमोडिटी समरी में टेरबियम को अन्य दुर्लभ मृदा तत्वों से अलग नहीं किया गया है, जिसने 2024 में दुर्लभ मृदा खनिजों के वैश्विक भंडार का अनुमान 110000000 t लगाया है।[48]

अनुप्रयोग

टेरबियम का उपयोग कैल्शियम फ्लोराइड, कैल्शियम टंगस्टेट, और स्ट्रोंटियम मोलिब्डेट में डोपेंट के रूप में किया जाता है, ये ऐसी सामग्रियां हैं जिनका उपयोग ठोस-अवस्था उपकरणों में किया जाता है, और ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड (ZrO2) के साथ उच्च तापमान पर संचालित होने वाले ईंधन सेल के क्रिस्टल स्टेबलाइजर के रूप में किया जाता है।[1](Voncken, 2016, p. 101)

टेरबियम का उपयोग मिश्र धातु (alloys) और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उत्पादन में भी किया जाता है। Terfenol-D के एक घटक के रूप में, टेरबियम का उपयोग एक्चुएटर, नौसैनिक सोनार सिस्टम, सेंसर और अन्य मैग्नेटोमैकेनिकल उपकरणों में किया जाता है। Terfenol-D एक टेरबियम मिश्र धातु है जो चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में फैलता या सिकुड़ता है।[49] इसमें किसी भी मिश्र धातु की तुलना में उच्चतम मैग्नेटोस्ट्रिक्शन होता है।[50] इसका उपयोग लंबी दूरी के फाइबर ऑप्टिक संचार में वर्डेट स्थिरांक (Verdet constant) को बढ़ाने के लिए किया जाता है।[51][52] टेरबियम-डोप्ड गार्नेट का उपयोग ऑप्टिकल आइसोलेटर्स में भी किया जाता है, जो परावर्तित प्रकाश को ऑप्टिकल फाइबर के साथ वापस जाने से रोकता है।[53]

टेरबियम ऑक्साइड का उपयोग फ्लोरोसेंट लैंप, रंगीन टीवी ट्यूब,[1] और फ्लैट स्क्रीन मॉनिटर में हरे फॉस्फर के रूप में किया जाता है।(Voncken, 2016, p. 100) टेरबियम, लैंथेनम और ल्यूटेशियम को छोड़कर अन्य सभी लैंथेनाइड्स के साथ, 3+ ऑक्सीकरण अवस्था में प्रतिदीप्तिशील (luminescent) होता है।[54] शानदार प्रतिदीप्ति टेरबियम को जैव रसायन में एक रासायनिक जांच (probe) के रूप में उपयोग करने की अनुमति देती है, जहाँ यह अपने व्यवहार में कुछ हद तक कैल्शियम जैसा दिखता है। टेरबियम "हरे" फॉस्फर (जो शानदार नींबू-पीले रंग की प्रतिदीप्ति देते हैं) को द्विसंयोजक यूरोपियम नीले फॉस्फर और त्रिसंयोजक यूरोपियम लाल फॉस्फर के साथ मिलाकर त्रि-वर्णक (trichromatic) प्रकाश प्रदान किया जाता है, जो दुनिया की टेरबियम आपूर्ति का सबसे बड़ा उपभोक्ता है। त्रि-वर्णक प्रकाश व्यवस्था तापदीप्त प्रकाश की तुलना में विद्युत ऊर्जा की एक निश्चित मात्रा के लिए बहुत अधिक प्रकाश उत्पादन प्रदान करती है।[1]

2023 में, टेरबियम यौगिकों का उपयोग एक एकल आयरन परमाणु के साथ एक जाली (lattice) बनाने के लिए किया गया, जिसे बाद में सिंक्रोट्रॉन एक्स-रे बीम द्वारा जांचा गया। यह उप-परमाणु स्तर पर एक एकल परमाणु को चिह्नित करने का पहला सफल प्रयास था।[55]

सुरक्षा

टेरबियम, अन्य दुर्लभ मृदा तत्वों के साथ, अपने विष विज्ञान (toxicology) और पर्यावरणीय प्रभावों के संदर्भ में खराब तरीके से अध्ययन किया गया है। टेरबियम के सुरक्षित संपर्क के लिए स्वास्थ्य-आधारित मार्गदर्शन मान बहुत कम उपलब्ध हैं।[56] संयुक्त राज्य अमेरिका में ऑक्यूपेशनल सेफ्टी एंड हेल्थ एडमिनिस्ट्रेशन या अमेरिकन कॉन्फ्रेंस ऑफ गवर्नमेंटल इंडस्ट्रियल हाइजीनिस्ट्स द्वारा कोई मान स्थापित नहीं किए गए हैं जिस पर टेरबियम का संपर्क खतरनाक हो जाता है, और इसे रसायनों के वर्गीकरण और लेबलिंग की वैश्विक स्तर पर सामंजस्यपूर्ण प्रणाली के तहत एक खतरनाक पदार्थ नहीं माना जाता है।[57]

दुर्लभ मृदा तत्वों की विषाक्तता की समीक्षा टेरबियम और इसके यौगिकों को "कम से मध्यम विषाक्तता" के रूप में रखती है, जो उनके खतरों पर विस्तृत अध्ययनों की कमी[58] और विषाक्तता के प्रमाणों को रोकने वाली बाजार मांग की कमी पर टिप्पणी करती है।[59]

कुछ अध्ययन मछलियों और पौधों के लिए टेरबियम के पर्यावरणीय संचय को खतरनाक प्रदर्शित करते हैं।[60][61] टेरबियम का उच्च संपर्क अन्य पदार्थों की विषाक्तता को बढ़ा सकता है, जिससे पादप कोशिकाओं में एंडोसाइटोसिस हो सकता है।[62]

देखें भी

संदर्भ

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  2. ↑ Rare-Earth Metal Long Term Air Exposure Test.
  3. ↑ V.B. Taxak, R. Kumar, J.K. Makrandi, S.P. Khatkar Displays, 30 (2009), pp. 170–174
  4. ↑ (2004). "Transport properties of C78, C90 and Dy@C82 fullerenes – nanopeapods by field effect transistors". Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 21 (2–4) 1089–1092. doi:10.1016/j.physe.2003.11.197.
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ग्रंथ सूची

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बाहरी कड़ियाँ

terbium

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के "Terbium" लेख पर आधारित। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Terbium यह लेख स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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