Chemický prvek yttrium je klasifikován jako přechodný kov a kov vzácných zemin. Objevil ji v roce 1794 Johan Gadolin.
Datová zóna
| Klasifikace: | Yttrium je přechodový kov & vzácná zemina |
| barva: | stříbřitě bílá |
| Atomová hmotnost: | 88,9059 |
| Stav: | solid |
| Bod tání: | 1525 oC, 1798 K |
| Bod varu: | 3340 oC, 3613 K |
| Elektrony: | 39 |
| Protony: | 39 |
| neutrony v nejhojnějším izotopu: | 50 |
| elektronové granáty: | 2,8,18,9,2 |
| Konfigurace elektronů: | 4d1 5s2 |
| Hustota při 20 ° C: | 4,47 g / cm3 |
Zobrazit více: Teplo, energie, oxidace,
Reactio ns, sloučeniny, poloměry, vodivosti
| atomový objem: | 19,8 cm3 / mol |
| Struktura: | hcp: šestihranný těsně zabalený |
| měrná tepelná kapacita | 0,30 J g-1 K -1 |
| Teplo fúze | 11,40 kJ mol-1 |
| Teplo atomizace | 423 kJ mol-1 |
| odpařovací teplo | 363,0 kJ mol-1 |
| 1. ionizační energie | 615,6 kJ mol-1 |
| 2. ionizační energie | 1181 kJ mol-1 |
| 3. ionizační energie | 1979,9 kJ mol-1 |
| elektronová afinita | 29,6 kJ mol-1 |
| minimální oxidační číslo | 0 |
| min. společné oxidační číslo. | 0 |
| maximální číslo oxidace | 3 |
| Max. běžné oxidační číslo | 3 |
| elektronegativita (Paulingova stupnice) | 1,22 |
| polarizovatelnost objem | 22,7 Å3 |
| reakce se vzduchem | energický, ⇒ Y2O3 |
| Reakce s 15 M HNO3 | energická, ⇒ Y (NO3) 3 |
| Reakce s 6 M HCl | mírná, ⇒ H2, YCl3 |
| Reakce s 6 M NaOH | žádná |
| Oxidy | Y2O3 |
| Hydrid (y) | YH2, YH3 |
| Chlorid (s) | YCl3 |
| atomový poloměr | 180 pm |
| Iontový poloměr (1+ iont) | – |
| Iontový poloměr (2+ iont) | – |
| Iontový poloměr (iont 3+) | 104 pm |
| Iontový poloměr (1 iont) | – |
| Iontový poloměr (2 ionty) | – |
| Iontový poloměr (3 – ion) | – |
| Therma l vodivost | 17,2 W m-1 K-1 |
| elektrická vodivost | 1,8 x 106 S m-1 |
| Bod tuhnutí / tání: | 1525 oC, 1798 K |
Raketová spalovací komora. Stříbrná podšívka je slitina niklu, chrómu, hliníku a yttria. Foto: NASA.
Yttrium se používá v mnoha aplikacích, jako je kubický zirkon drahokamy, počítačové monitory, objektivy fotoaparátů a energeticky úsporné osvětlení.
Objev Yttria
Příběh objevu yttria začíná v roce 1787, kdy Carl Arrhenius našel minerál podobný uhlí v dole na živce / křemen poblíž švédského Ytterby. Důl byl vyvinut na počátku 18. století v důsledku minerálních požadavků místního hrnčířského průmyslu.
Arrhenius nazýval černý minerál ytterbit po Ytterby. Bengt Geijer, inspektor dolů ve Stockholmu, provedl hrubou analýzu ytterbite. Uvedl, že minerál obsahuje železo, a spekuloval, že by mohl obsahovat také wolfram. (1), (2)
Johan Gadolin obdržel vzorek ytterbitů od Arrhenius a provedl jeho podrobnou analýzu v roce 1794 ve Finsku. Zjistil, že obsahuje 31% oxidu křemičitého, 19% oxidu hlinitého, 12% oxidu železa a 38% neznámé země. (3)
Výsledky Gadolinu potvrdil v roce 1797 švédský chemik Anders Ekeberg. Ekeberg navrhl název yttria pro oxid nového zemského kovu, a proto byl nový kov pojmenován yttrium. (2)
Gadolin a Ekeberg si bohužel neuvědomili, že jejich analýzy oxidu hlinitého byly nesprávné.Látka, kterou identifikovali jako oxid hlinitý, byl ve skutečnosti oxidem jiného nového prvku, berylia.
Berylium bylo objeveno o rok později, v roce 1798, francouzským chemikem Nicolasem Louisem Vauquelinem. Ekeberg poté potvrdil, že v ytterbitu byl přítomen oxid berylnatý a chyběl oxid hlinitý. (2)
Ytterbite byl přejmenován na gadolinit (minerál yttrium-železo-berylium-křemičitan) v roce 1800 Martinem Klaprothem na počest Johna Gadolina.
Gadolin podrobně testoval vlastnosti yttria (oxidu yttritého) a zjistil, že se neroztaví ani při nejvyšších teplotách foukače; také tvořil čiré bezbarvé sklo s boraxem. (3) (Měly to být typické vlastnosti všech oxidů kovů vzácných zemin.)
Yttrium bylo prvním objeveným prvkem vzácných zemin. Nyní víme, že Gadolinova yttria byla nečistá; kromě oxidu yttritého obsahoval osm dalších oxidů kovů vzácných zemin. Ty byly objeveny samostatně v pozdějších letech; tyto kovy byly: erbium, terbium, ytterbium, skandium, thulium, holmium dysprosium a lutetium.
Kov yttria poprvé získal v roce 1828 v Berlíně Friedrich Wöhler jako šedý prášek zahříváním bezvodého chloridu yttritého s draslíkem. (4)
Kov byl vyroben s vysokou čistotou v roce 1953 Frankem Speddingem v Ames Laboratory v Iowě za použití technik iontové výměny. (5)
Pro léčbu rakoviny se používá ultračisté yttrium-90. Yttrium-90 se vyrábí vysoce čistou separací od stroncia-90, štěpného produktu uranu v jaderných reaktorech. Foto: PNNL
Uhlíkové nanotrubice se vyrábějí z uhlíkových par obsahujících malé množství katalyzátory niklu a yttria. Elektrický oblouk odpařuje anodu obsahující katalyzátory. Foto: NASA.
Vzhled a vlastnosti
Škodlivé účinky:
Ve vodě rozpustné sloučeniny ytria jsou považovány za mírně toxické, zatímco jeho nerozpustné sloučeniny jsou považovány za netoxické.
Charakteristika:
Yttrium je měkký, stříbřitý kov. Ytrium obvykle existuje ve svých sloučeninách jako trojmocný iont, Y3 +. Většina jeho sloučenin je bezbarvá.
Vlastnosti Yttria jsou velmi podobné vlastnostem prvků vzácných zemin řady lanthanoidů. Proto je ytrium klasifikováno jako jeden z prvků vzácných zemin.
Je relativně stabilní ve vzduchu v důsledku oxidového filmu, který se tvoří na jeho povrchu.
Jemně rozptýlený kov vznítí se při zahřátí na vzduchu.
Yttrium reaguje s vodou za vzniku hydroxidu yttritého plus plynného vodíku.
Je zajímavé, že vzorky horniny a prachu přivedené zpět z přistání měsíce Apollo vykazují vysoké ytrium obsah. Obsah yttria ve vzorcích měsíční půdy se pohyboval od 54 do 213 dílů na milion. To je v porovnání s průměrnou hojností 33 částí na milion v zemské kůře. (6)
Yttrium má výjimečně vysokou afinitu ke kyslíku s volnou energií tvorby pro oxid 1817 kJ mol-1, pravděpodobně největší ze všech prvků. Yttrium také rozpouští plynný kyslík v relativně vysokých koncentracích. (7), (8)
Použití yttria
Ytrium se často používá ve slitinách, což zvyšuje pevnost slitin hliníku a hořčíku.
Je také používá se jako deoxidátor pro neželezné kovy, jako je vanad.
Yttrium se používá jako katalyzátor při polymeraci ethylenu.
Yttrium-90, radioaktivní izotop, se používá při léčbě různých druhů rakoviny a používá se v přesných lékařských jehlách k oddělení nervů přenášejících bolest v míše.
Oxid yttritý je nejdůležitější sloučeninou yttria. Používá se k výrobě vysokoteplotního supravodiče YBCO (yttrium-barnatý oxid měďnatý). Tato látka se stává supravodivou při -178 oC (což znamená, že ji lze udržovat v supravodivém stavu pomocí kapalného dusíku, spíše než nákladnější a obtížnější manipulaci s kapalným heliem).
Oxid yttritý se také používá k výrobě ytritové železné granáty (Y3 Fe5O12), které jsou velmi účinnými mikrovlnnými filtry, blokují některé mikrovlnné frekvence a ostatním umožňují komunikaci v komunikačních zařízeních, jako jsou satelity.
Ytrium dopované europiem se používá k výrobě fosforů, které poskytují červená barva v barevných televizních trubicích.
Hojnost a izotopy
Hojnost zemská kůra: 33 dílů na milion hmotnosti, 7,6 dílů na milion molů
Hojnost sluneční systém: 10 dílů na miliardu hmotnostních, 0,1 dílu na miliardu molů
Čisté náklady: 430 USD za 100 g
Hromadné náklady: $ za 100 g
Zdroj: Ytrium se vyskytuje v uranových rudách a je přítomno téměř ve všech minerálech „vzácných zemin“. Komerčně se získává protiproudými extrakcemi kapalina-kapalina z monazitového písku a bastnaezitu.Kov lze izolovat redukcí fluoridu kovem vápenatým.
Izotopy: Yttrium má 25 izotopů, jejichž poločasy jsou známé, s hmotnostními čísly 79 až 103. Přirozeně se vyskytující ytrium se skládá z jednoho stabilního izotopu , 89Y.
Citovat tuto stránku
Chcete-li online odkazovat, zkopírujte a vložte jednu z následujících položek:
<a href="https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html">Yttrium</a>
nebo
<a href="https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html">Yttrium Element Facts</a>
Chcete-li citovat tuto stránku v akademickém dokumentu, použijte následující citaci vyhovující MLA:
"Yttrium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html>.
