Oxyde de terbium(III)

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

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	[O-2].[O-2].[O-2].[Tb+3].[Tb+3] PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1S/3O.2Tb/q3*-2;2*+3 InChIKey : SCRZPWWVSXWCMC-UHFFFAOYSA-N
Apparence	poudre ou cristaux cubiques, blancs[1]
Propriétés chimiques
Formule	O3Tb2Tb2O3
Masse molaire[2]	365,848 9 ± 0,000 9 g/mol O 13,12 %, Tb 86,88 %,
Propriétés physiques
T° fusion	2 303 °C[1]
Masse volumique	7,91 g·cm-3[1]
Cristallographie
Système cristallin	cubique
Symbole de Pearson	${\displaystyle cI80\,}$
Classe cristalline ou groupe d’espace	Ia3 (no 206) cubique Hermann-Mauguin : ${\displaystyle I\ 2_{1}/a\ {\bar {3}}\,}$ Hermann-Mauguin court : ${\displaystyle Ia{\bar {3}}\,}$ Schoenflies : ${\displaystyle T_{h}^{7}\,}$
Précautions
SGH[3]
H315, H319, H335, P261 et P305+P351+P338 H315 : Provoque une irritation cutanée H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H335 : Peut irriter les voies respiratoires P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer.
Composés apparentés
Autres cations	Oxyde de scandium Oxyde d'yttrium(III) Oxyde de lanthane Oxyde de cérium(III) Oxyde de praséodyme(III) Oxyde de néodyme(III) Oxyde de samarium(III) Oxyde d'europium(III) Oxyde de gadolinium Oxyde de dysprosium(III) Oxyde d'holmium(III) Oxyde d'erbium(III) Oxyde de thulium(III) Oxyde d'ytterbium(III) Oxyde de lutécium(III)
Autres anions	Chlorure de terbium(III)
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Synthèse

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

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

Sa structure cristalline est cubique centré, groupe d'espace Ia3 (n^o  206)^[4] avec le paramètre de maille a = 1072,81 ± 0,05 pm^[6] et Z, nombre d'unités 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 1 875 °C, avec les paramètres de maille, a = 1404 pm, b = 345,1 pm, c = 872,5 pm et β = 100,06°. Vers approximativement 2 150 °C, une structure hexagonale dite de type A- est observée^[4].

Notes et références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Terbium(III) oxide » (voir la liste des auteurs).

1. (en) William M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, vol. 97, CRC Press/Taylor and Francis, 2016, 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. 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. (en) G. J. McCarthy, « Crystal data on C-type terbium sesquioxide (Tb₂O₃) », Journal of Applied Crystallography, vol. 4, n^o 5,‎ octobre 1971, 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, n^os 39–40,‎ décembre 2005, 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.

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