Oxyde de terbium(III)

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Oxyde de terbium(III)
Image illustrative de l’article Oxyde de terbium(III)
__ Tb3+      __ O2−
Identification
Synonymes

sesquioxyde de terbium

No CAS 12036-41-8[1]
No ECHA 100.031.668
No CE 234-849-5
PubChem 159410
SMILES
InChI
Apparence poudre ou cristaux cubiques, blancs[1]
Propriétés chimiques
Formule brute O3Tb2Tb2O3
Masse molaire[2] 365,8489 ± 0,0009 g/mol
O 13,12 %, Tb 86,88 %,
Propriétés physiques
fusion 2 303 °C[1]
Masse volumique 7,91 g·cm-3[1]
Cristallographie
Système cristallin cubique
Symbole de Pearson
Classe cristalline ou groupe d’espace Ia-3 (no 206)
Précautions
SGH[3]
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
H315, H319, H335, P261, P305+P351+P338,
Composés apparentés
Autres cations Oxyde de gadolinium(III)
Oxyde de dysprosium(III)

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

L'oxyde de terbium(III) ou sesquioxyde de terbium est un oxyde du lanthanide terbium de formule Tb2O3.

Synthèse[modifier | modifier le code]

La réaction directe du terbium avec l'oxygène ne peut fournir Tb2O3 mais donne l'oxyde de terbium(III,IV) brun, Tb4O7. Tb2O3 est préparé par réduction de Tb4O7 sous atmosphère d'hydrogène à 1300 °C pendant 24 heures[4] :

Tb4O7 + H2 → 2 Tb2O3 + H2O.

Propriétés[modifier | modifier le code]

Il s'agit d'un semi-conducteur de type p lorsque dopé avec du calcium[5].

C'est un oxyde basique qui se dissout facilement dans des solutions d'acides dilués et forme des solutions de sels de terbium(III) presque incolores :

Tb2O3 + 6 H+ → 2 Tb3+ + 3 H2O.

Structure[modifier | modifier le code]

Sa structure cristalline est cubique centré, groupe d'espace Ia3 (no  206)[4] avec le paramètre de maille a = 1072,81 ± 0,05 pm[6] et Z, nombre d'unité par maille égal à 16 ce qui donne un volume de maille V de 1,235 nm3 et une masse volumique de 7,869 g.cm-3[4].

Tous les oxydes de terre rare du samarium au lutécium, comme beaucoup d'autres composés M2O3 ont ce type de structure dite de type C- (cubique). Le C-Tb2O3 se transforme en une structure monoclinique dite de type B- vers 1875°C, avec les paramètres de maille, a = 1404 pm, b = 345,1 pm, c = 872,5 pm et β = 100,06°. Vers approximativement 2150°C, une structure hexagonale dite de type A- est observée[4].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a b c et d (en) William M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, vol. 97, CRC Press/Taylor and Francis, , 2652 p. (ISBN 1498754287), « Physical Constants of Inorganic Compounds », p. 813 (4-94).
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. a et b Entrée « Terbium(III) oxide » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 9 août 2017 (JavaScript nécessaire).
  4. a b c et d (en) G. J. McCarthy, « Crystal data on C-type terbium sesquioxide (Tb2O3) », Journal of Applied Crystallography, vol. 4, no 5,‎ , p. 399–400 (DOI 10.1107/S0021889871007295).
  5. (en) Reidar Haugsrud, Yngve Larring et Truls Norby, « Proton conductivity of Ca-doped Tb2O3 », Elsevier B.V., vol. 176, nos 39–40,‎ , p. 2957–2961 (DOI 10.1016/j.ssi.2005.09.030).
  6. N. C. Baenzinger, H. A. Eick, H. S. Schuldt, L. Eyring, Terbium Oxides. III. X-Ray Diffraction Studies of Several Stable Phases, Journal of the American Chemical Society, 1961, vol. 83(10), pp. 2219-2223. DOI:10.1021/ja01471a001.