Kemiallinen alkuaine yttrium luokitellaan siirtymämetalliksi ja harvinaisten maametallien metalliksi. Johan Gadolin löysi sen vuonna 1794.
Tietovyöhyke
| Luokitus: | Yttrium on siirtymämetalli & harvinainen maametalli |
| Väri: | hopeanvalkoinen |
| Atomipaino: | 88.9059 |
| Tila: | kiinteä |
| Sulamispiste: | 1525 oC, 1798 K |
| Kiehumispiste: | 3340 oC, 3613 K |
| Elektronit: | 39 |
| Protonit: | 39 |
| Neutronit runsaimmalla isotoopilla: | 50 |
| Elektronikuoret: | 2,8,18,9,2 |
| Elektronikonfiguraatio: | 4d1 5s2 |
| Tiheys @ 20oC: | 4,47 g / cm3 |
Näytä lisää: Lämmöt, energiat, hapettuminen,
reaktio ns, yhdisteet, säteet, johtavuus
| Atomimäärä: | 19,8 cm3 / mol |
| Rakenne: | hcp: kuusikulmainen tiivis pakattu |
| Ominaislämpökapasiteetti | 0,30 J g-1 K -1 |
| Fuusiolämpö | 11,40 kJ mol-1 |
| sumutuslämpö | 423 kJ mol-1 |
| Höyrystyslämpö | 363,0 kJ mol-1 |
| 1. ionisaatioenergia | 615,6 kJ mol-1 |
| 2. ionisaatioenergia | 1181 kJ mol-1 |
| 3. ionisaatioenergia | 1979,9 kJ mol-1 |
| Elektroni-affiniteetti | 29,6 kJ mol-1 |
| Minimihapetusluku | 0 |
| Min. yleinen hapetusnro. | 0 |
| Suurin hapetusluku | 3 |
| Maks. yleinen hapetusnro. | 3 |
| Elektronegatiivisuus (Pauling-asteikko) | 1.22 |
| Polarisoitavuus määrä | 22,7 Å3 |
| Reaktio ilman kanssa | voimakas, ⇒ Y2O3 |
| Reaktio 15 M HNO3: n kanssa | voimakas, ⇒ Y (NO3) 3 |
| Reaktio 6 M HCl: n kanssa | lievä, ⇒ H2, YCl3 |
| Reaktio 6 M NaOH: lla | ei ole |
| oksidi (t) | Y2O3 |
| hydride (t) | YH2, YH3 |
| kloridi (s) | YCl3 |
| Atomisäde | 180 pm |
| Ionisäde (1+ ioni) | – |
| Ionisäde (2+ ioni) | – |
| Ionisäde (3+ ionia) | 104 pm |
| Ionisäde (1-ioni) | – |
| Ionisäde (2-ioni) | – |
| Ionisäde (3 – ioni) | – |
| Therma l johtavuus | 17,2 W m-1 K-1 |
| Sähkönjohtavuus | 1,8 x 106 S m-1 |
| Jäätymis- / sulamispiste: | 1525 oC, 1798 K |
Raketin polttokammio. Hopeanvärinen vuori on nikkeliseosta, kromia, alumiinia ja yttriumia. Kuva: NASA.
Yttriumia käytetään monissa sovelluksissa, kuten kuutiometriä zirkonia jalokivet, tietokonenäytöt, kameran linssit ja energiatehokas valaistus.
Yttrium-löydökset
Yttriumin löytötarina alkaa vuonna 1787, kun Carl Arrhenius löysi hiilen kaltaisen mineraalin maasälpä- / kvartsikaivoksesta Ruotsin Ytterbyn lähellä. Kaivos oli kehitetty 1700-luvun alkupuolella paikallisen keramiikkateollisuuden mineraalitarpeiden seurauksena.
Arrhenius kutsui mustaa mineraalia yterteriksiä Ytterbyn mukaan. Tukholman kaivosten tarkastaja Bengt Geijer suoritti karkean analyysin ytterbiitistä. Hän kertoi, että mineraali sisälsi rautaa ja arveli, että se saattaa sisältää myös volframia. (1), (2)
Johan Gadolin sai yrtterbiittinäytteen Arrheniusilta ja teki siitä yksityiskohtaisen analyysin vuonna 1794 Suomessa. Hänen mielestään se sisälsi 31% piidioksidia, 19% alumiinioksidia, 12% rautaoksidia ja 38% tuntematonta maata. (3)
Gadolinin tulokset vahvistivat vuonna 1797 ruotsalainen kemisti Anders Ekeberg. Ekeberg ehdotti nimen yttria uuden maametallin oksidille, ja siksi uusi metalli nimettiin yttriumiksi. (2)
Valitettavasti Gadolin ja Ekeberg eivät tienneet, että heidän alumiinioksidianalyysinsa olivat virheellisiä.Aine, jonka he tunnistivat alumiinioksidiksi, oli oikeastaan toisen uuden alkyylin, berylliumin, oksidi.
Berylliumin löysi vuosi myöhemmin, vuonna 1798, ranskalainen kemisti Nicolas Louis Vauquelin. Sitten Ekeberg vahvisti, että berylliumoksidia oli läsnä ytterbiitissä ja alumiinioksidia puuttui. (2)
Ytterbite nimettiin vuonna 1800 gadoliniitiksi (itrium-rauta-berylliumsilikaattimineraali) Martin Klaprothin kunniaksi John Gadolinille.
Gadolin testasi ytrian (itriumoksidin) ominaisuuksia yksityiskohtaisesti ja havaitsi, että se ei sula edes puhallusputken korkeimmissa lämpötiloissa; se muodosti myös kirkkaan, värittömän booraksilasin. (3) (Näiden piti olla tyypillisiä ominaisuuksia kaikille harvinaisten maametallien oksideille.) Tiedämme nyt, että Gadolinin ytria oli epäpuhdasta; yttriumoksidin lisäksi se sisälsi kahdeksan muuta harvinaisten maametallien oksidia. Nämä löydettiin erikseen myöhempinä vuosina; nämä metallit olivat: erbium, terbium, ytterbium, skandium, thulium, holmiumdysprosium ja lutetium.
Yttriummetalli saatiin ensimmäisen kerran vuonna 1828 Berliinissä Friedrich Wöhlerin harmaana jauheena kuumentamalla vedetöntä yttrium (III) kloridia kaliumilla. (4)
Metallia tuotti erittäin puhtaana vuonna 1953 Frank Spedding Amesin laboratoriossa Iowassa ioninvaihtotekniikoita käyttäen. (5)
Erittäin puhdasta yttrium-90: tä käytetään syöpähoitoon. Yttrium-90 valmistetaan erittäin puhtaana erottamalla strontium-90: stä, joka on uraanin fissiotuote ydinreaktorissa. Kuva: PNNL
Hiilinanoputket tuotetaan hiilihöyrystä, joka sisältää pienen määrän nikkeli- ja yttriumkatalyytit. Sähkökaari höyrystää anodin, joka sisältää katalyytit. Kuva: NASA.
Ulkonäkö ja ominaisuudet
Haitalliset vaikutukset:
Vesiliukoiset yhdisteet yttriumia pidetään lievästi myrkyllisinä, kun taas sen liukenemattomia yhdisteitä pidetään myrkyttöminä.
Ominaisuudet: Yttrium on pehmeää, hopeanhohtoista metallia. Yttrium esiintyy tavallisesti kolmiarvoisena ionina Y3 + sen yhdisteissä. Suurin osa sen yhdisteistä on värittömiä.
Yttriumin ominaisuudet ovat hyvin samanlaisia kuin lantanidisarjan harvinaisten maametallien elementit. Siksi yttrium luokitellaan yhdeksi harvinaisen maametallin alkuaineista.
Se on suhteellisen vakaa ilmassa sen pinnalle muodostuvan oksidikalvon seurauksena.
Hienojakoinen metalli syttyy ilmassa kuumennettaessa.
Yttrium reagoi veden kanssa muodostaen yttriumhydroksidia plus vetykaasua.
On mielenkiintoista, että Apollon kuun laskeutumisilta takaisin tuotuista kivi- ja pölynäytteistä on korkea yttrium sisältö. Yttriumpitoisuus kuun maaperän näytteissä vaihteli välillä 54 – 213 miljoonasosaa. Tätä verrataan maankuoren keskimääräiseen 33 miljoonasosaan. (6)
Yttriumilla on poikkeuksellisen korkea affiniteetti happea kohtaan, ja oksidin muodostumisvapaa energia on 1817 kJ mol-1, mikä on luultavasti suurin kaikista alkuaineista. Yttrium liuottaa myös happikaasua suhteellisen suurina pitoisuuksina. (7), (8)
Yttriumin käyttö
Yttriumia käytetään usein seoksissa lisäämällä alumiinin ja magnesiumin seosten lujuutta.
Se on myös käytetään hapettimena ei-rautametalleille, kuten vanadiumille.
Yttriumia käytetään katalyyttinä eteenipolymeroinnissa.
Yttrium-90: tä, radioaktiivista isotooppia, käytetään erilaisia syöpiä ja sitä käytetään lääketieteellisissä neuloissa kivun välittävien hermojen katkaisemiseksi selkäytimessä. Yttriumoksidi on yttriumin tärkein yhdiste. Sitä käytetään korkean lämpötilan suprajohtavan YBCO: n (yttrium-barium kuparioksidi) valmistamiseen. Tästä aineesta tulee suprajohtavaa -178 oC: ssa (eli sitä voidaan pitää suprajohtavassa tilassa käyttämällä nestemäistä typpeä sen sijaan, että se olisi kalliimpaa ja vaikeampaa käsitellä nestemäistä heliumia).
Yttriumoksidia käytetään myös yttrium-rauta-granaatit (Y3 Fe5O12), jotka ovat erittäin tehokkaita mikroaaltosuodattimia, jotka estävät joitain mikroaaltotaajuuksia ja päästävät toiset toisiinsa tietoliikennelaitteissa, kuten satelliiteissa. punainen väri väritelevisioputkissa.
Runsaus ja isotoopit
Runsaasti maankuorta: 33 miljoonasosaa painosta, 7,6 miljoonasosaa moolina
Runsaasti aurinkoa järjestelmä: 10 paino-osaa miljardia moolia kohden, 0,1 miljardia osaa moolia kohti
Puhdas hinta: 430 dollaria 100 grammaa kohti Lähde: Yttriumia esiintyy uraanimalmeissa ja sitä on lähes kaikissa ’harvinaisten maametallien’ mineraaleissa. Se otetaan talteen kaupallisesti vastavirran neste-neste-uuttomenetelmillä monasiittihiekasta ja bastnaesiitista.Metalli voidaan eristää pelkistämällä fluori kalsiummetallilla. , 89Y.
Lainaa tätä sivua
Online-linkitystä varten kopioi ja liitä yksi seuraavista:
<a href="https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html">Yttrium</a>
tai
<a href="https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html">Yttrium Element Facts</a>
Jos haluat lainata tätä sivua akateemisessa asiakirjassa, käytä seuraavaa MLA-yhteensopivaa viittausta:
"Yttrium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html>.
