화학 원소 이트륨은 전이 금속과 희토류 금속으로 분류됩니다. 1794 년 Johan Gadolin이 발견했습니다.
데이터 영역
| 분류 : | 이트륨 & 희토류 |
| 색상 : | 은백색 |
| 원자량 : | 88.9059 |
| 상태 : | 고체 |
| 어는점 : | 1525 oC, 1798 K |
| 끓는점 : | 3340 oC, 3613 K |
| 전자 : | 39 |
| 양성자 : | 39 |
| 가장 풍부한 동위 원소의 중성자 : | 50 |
| 전자 껍질 : | 2,8,18,9,2 |
| 전자 구성 : | 4d1 5s2 |
| 20oC에서 밀도 : | 4.47 g / cm3 |
더보기 : 열, 에너지, 산화,
반응 ns, 화합물, 반경, 전도도
| 원자 부피 : | 19.8 cm3 / mol |
| 구조 : | hcp : 육각형 밀폐 포장 |
| 비열 용량 | 0.30 J g-1 K -1 |
| 융해열 | 11.40 kJ mol-1 |
| 무화 열 | 423 kJ mol-1 |
| 기화열 | 363.0 kJ mol-1 |
| 1 차 이온화 에너지 | 615.6 kJ mol-1 |
| 2 차 이온화 에너지 | 1181 kJ mol-1 |
| 3 차 이온화 에너지 | 1979.9 kJ mol-1 |
| 전자 친 화성 | 29.6 kJ mol-1 |
| 최소 산화수 | 0 |
| 최소. 일반적인 산화 번호 | 0 |
| 최대 산화 수 | 3 |
| 최대. 일반적인 산화 번호. | 3 |
| 전기 음성도 (폴링 스케일) | 1.22 |
| 분 극성 부피 | 22.7 Å3 |
| 공기와의 반응 | 격렬함, ⇒ Y2O3 |
| 15M HNO3와의 반응 | 격렬함, ⇒ Y (NO3) 3 |
| 6M HCl과의 반응 | 온화함, ⇒ H2, YCl3 |
| 6M NaOH와의 반응 | 없음 |
| 산화물 | Y2O3 |
| 수 소화물 | YH2, YH3 |
| 염화물 (s) | YCl3 |
| 원자 반경 | 180 pm |
| 이온 반경 (1+ 이온) | – |
| 이온 반경 (2+ 이온) | – |
| 이온 반경 (3+ 이온) | 104 pm |
| 이온 반경 (1 이온) | – |
| 이온 반경 (2- 이온) | – |
| 이온 반경 (3 -이온) | – |
| Therma l 전도도 | 17.2 W m-1 K-1 |
| 전기 전도도 | 1.8 x 106 S m-1 |
| 어는점 / 어는점 : | 1525 oC, 1798 K |
로켓 연소실. 은색 라이닝은 니켈, 크롬, 알루미늄 및 이트륨의 합금입니다. 사진 : NASA.
Yttrium은 큐빅 지르코니아와 같은 많은 응용 분야에서 사용됩니다. 보석, 컴퓨터 모니터, 카메라 렌즈 및 에너지 효율적인 조명.
이트륨의 발견
이트륨의 발견 이야기는 1787 년 Carl Arrhenius가 스웨덴 이터 비 근처의 장석 / 석영 광산에서 석탄과 유사한 광물을 발견했을 때 시작됩니다. 광산은 지역 도자기 산업의 광물 요구 사항의 결과로 18 세기 초에 개발되었습니다.
Arrhenius는 Ytterby 이후 검은 광물 이터 바이트라고 불렀습니다. 스톡홀름의 광산 검사관 인 Bengt Geijer는 이터 바이트에 대한 대략적인 분석을 수행했습니다. 그는 광물에 철이 포함되어 있다고보고했으며 텅스텐도 포함되어있을 수 있다고 추측했습니다. (1), (2)
Johan Gadolin은 Arrhenius로부터 이터 바이트 샘플을 받아 1794 년 핀란드에서 상세한 분석을 수행했습니다. 그는 그것이 실리카 31 %, 알루미나 19 %, 산화철 12 %, 미지의 지구 38 %를 함유하고 있음을 발견했습니다. (3)
Gadolin의 결과는 1797 년 스웨덴의 화학자 Anders Ekeberg에 의해 확인되었습니다. Ekeberg는 새로운 토금속의 산화물에 대해이 트리아라는 이름을 제안했기 때문에 새로운 금속은 이트륨으로 명명되었습니다. (2)
불행히도 Gadolin과 Ekeberg는 알루미나 분석이 잘못되었음을 깨닫지 못했습니다.알루미나로 확인 된 물질은 실제로 또 다른 새로운 원소 인 베릴륨의 산화물이었습니다.
베릴륨은 1 년 후인 1798 년 프랑스 화학자 니콜라스 루이 보 켈린에 의해 발견되었습니다. Ekeberg는 이후 베릴륨 산화물이 이터 바이트에 존재하고 알루미나가 없음을 확인했습니다. (2)
Ytterbite는 John Gadolin을 기리기 위해 Martin Klaproth가 1800 년에 gadolinite (이트륨-철-베릴륨-실리케이트 광물)로 이름을 변경했습니다.
Gadolin은이 트리아 (산화 이트륨)의 특성을 자세히 테스트 한 결과 송풍관의 가장 높은 온도에서도 녹지 않는 것으로 나타났습니다. 또한 붕사를 함유 한 투명한 무색 유리를 형성했습니다. (3) (이것은 모든 희토류 금속 산화물의 전형적인 속성이었습니다.)
이트륨은 발견 된 최초의 희토류 원소였습니다. 이제 우리는가 돌린의이 트리아가 불순하다는 것을 알고 있습니다. 이트륨 산화물 외에도 8 개의 다른 희토류 금속 산화물이 포함되어 있습니다. 이들은 나중에 분리되어 발견되었습니다. 이 금속은 어븀, 테르븀, 이테르븀, 스칸듐, 툴륨, 홀뮴 디스프로슘 및 루테튬이었습니다. 이트륨 금속은 1828 년 베를린에서 프리드리히 뵐러 (Friedrich Wöhler)가 무수 이트륨 (III) 염화물을 칼륨으로 가열하여 회색 분말로 처음 얻었습니다. (4)
이 금속은 이온 교환 기술을 사용하여 1953 년 Iowa의 Ames Laboratory에있는 Frank Spedding에 의해 고순도로 생산되었습니다. (5)
초순수 이트륨 -90은 암 치료에 사용됩니다. 이트륨 -90은 원자로에서 우라늄 핵분열 생성물 인 스트론튬 -90을 고순도로 분리하여 생산됩니다. 사진 : PNNL
탄소 나노 튜브는 소량의 탄소 증기로 만들어집니다. 니켈 및 이트륨 촉매. 전기 아크는 촉매를 포함하는 양극을 증발시킵니다. 사진 : NASA.
외관 및 특성
유해 효과 :
수용성 화합물 의 이트륨은 약간 독성이있는 반면 불용성 화합물은 무독성으로 간주됩니다.
특성 :
이트륨은 부드러운 은색 금속입니다. 이트륨은 일반적으로 화합물에 3가 이온 Y3 +로 존재합니다. 대부분의 화합물은 무색입니다.
이트륨의 속성은 란탄 족 계열의 희토류 원소와 매우 유사합니다. 따라서 이트륨은 희토류 원소 중 하나로 분류됩니다.
표면에 산화막이 형성되어 공기 중에서 비교적 안정적입니다.
미세하게 분할 된 금속 가열되면 공기 중에 발화됩니다.
이트륨은 물과 반응하여 수산화 이트륨과 수소 가스를 형성합니다.
흥미롭게도 아폴로 달 착륙에서 가져온 암석과 먼지 샘플은 높은 이트륨을 나타냅니다. 함유량. 달 토양 샘플의 이트륨 함량은 54 ~ 213ppm 범위였습니다. 이것은 지각의 평균 33ppm의 풍부함과 비교됩니다. (6)
이트륨은 산소에 대해 매우 높은 친화력을 가지고 있으며, 산화물에 대한 자유 형성 에너지는 1817kJ mol-1 (아마 가장 큰 원소)입니다. 이트륨은 또한 상대적으로 높은 농도의 산소 가스를 용해시킵니다. (7), (8)
이트륨의 용도
이트륨은 종종 합금에 사용되어 알루미늄 및 마그네슘 합금의 강도를 높입니다.
또한 바나듐과 같은 비철금속의 탈산제로 사용됩니다.
이트륨은 에틸렌 중합에서 촉매로 사용됩니다.
방사성 동위 원소 인 이트륨 -90은 다음과 같은 처리에 사용됩니다. 다양한 암에 걸리며 척추의 통증 전달 신경을 절단하기 위해 정밀 의료용 바늘에 사용됩니다.
이트륨 산화물은 이트륨의 가장 중요한 화합물입니다. 고온 초전도 YBCO (이트륨 바륨 구리 산화물)를 만드는 데 사용됩니다. 이 물질은 -178 oC에서 초전도가됩니다 (즉, 액체 헬륨을 다루기 더 비싸고 다루기 어렵 기보다는 액체 질소를 사용하여 초전도 상태를 유지할 수 있음을 의미합니다).
산화 이트륨은 또한 제조에 사용됩니다. 매우 효과적인 마이크로파 필터 인 이트륨 철 가넷 (Y3 Fe5O12)은 일부 마이크로파 주파수를 차단하는 동시에 위성과 같은 통신 장치를 통과시킬 수 있습니다.
유로퓸으로 도핑 된 이트륨은 형광체를 생성하는 데 사용됩니다. 컬러 텔레비전 튜브의 붉은 색.
풍부함과 동위 원소
풍부한 지각 : 33ppm, 7.6ppm by mole
풍부한 태양 시스템 : 중량 기준 10 억분의 1, 몰 기준 10 억분의 1
비용, 순도 : 100g 당 $ 430
비용, 대량 : 100g 당 $
출처 : 이트륨은 우라늄 광석에서 발생하며 거의 모든 ‘희토류’광물에 존재합니다. 모나자이트 모래와 바스트 나 사이트에서 역류 액체-액체 추출 공정을 통해 상업적으로 회수됩니다.금속은 칼슘 금속으로 불소를 환원시켜 분리 할 수 있습니다.
동위 원소 : 이트륨은 반감기가 알려진 25 개의 동위 원소를 가지고 있으며 질량 수는 79 ~ 103입니다. 자연적으로 발생하는 이트륨은 하나의 안정한 동위 원소로 구성됩니다. , 89Y.
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"Yttrium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html>.
