Pierwiastek chemiczny itr jest klasyfikowany jako metal przejściowy i metal ziem rzadkich. Został odkryty w 1794 roku przez Johana Gadolina.
Strefa danych
| Klasyfikacja: | Itr jest metalem przejściowym & ziem rzadkich |
| Kolor: | srebrzysto-biały |
| Masa atomowa: | 88.9059 |
| Stan: | solid |
| Temperatura topnienia: | 1525 oC, 1798 K |
| Temperatura wrzenia: | 3340 oC, 3613 K |
| Elektrony: | 39 |
| Protony: | 39 |
| Neutrony w najpowszechniejszym izotopie: | 50 |
| Powłoki elektronowe: | 2,8,18,9,2 |
| Konfiguracja elektronowa: | 4d1 5s2 |
| Gęstość @ 20oC: | 4,47 g / cm3 |
Pokaż więcej: Ciepła, Energie, Utlenianie,
Reactio ns, związki, promienie, przewodnictwo
| Objętość atomowa: | 19,8 cm3 / mol |
| Struktura: | hcp: sześciokątny zwarty |
| Ciepło właściwe | 0,30 J g-1 K -1 |
| Ciepło topnienia | 11,40 kJ mol-1 |
| Ciepło atomizacji | 423 kJ mol-1 |
| Ciepło parowania | 363,0 kJ mol-1 |
| Pierwsza energia jonizacji | 615,6 kJ mol-1 |
| Druga energia jonizacji | 1181 kJ mol-1 |
| 3. energia jonizacji | 1979,9 kJ mol-1 |
| Powinowactwo elektronowe | 29,6 kJ mol-1 |
| Minimalny stopień utlenienia | 0 |
| Min. wspólny nr utlenienia | 0 |
| Maksymalny stopień utlenienia | 3 |
| Max. wspólny nr utleniania | 3 |
| Elektroujemność (skala Paulinga) | 1,22 |
| Polaryzowalność głośność | 22,7 Å3 |
| Reakcja z powietrzem | energiczna, ⇒ Y2O3 |
| Reakcja z 15 M HNO3 | energiczna, ⇒ Y (NO3) 3 |
| Reakcja z 6 M HCl | łagodna, ⇒ H2, YCl3 |
| Reakcja z 6 M NaOH | brak |
| Tlenek (y) | Y2O3 |
| Wodorki | YH2, YH3 |
| Chlorek (s) | YCl3 |
| Promień atomowy | 180 po południu |
| Promień jonowy (jon 1+) | – |
| Promień jonowy (jon 2+) | – |
| Promień jonowy (3+ jony) | 104 po południu |
| Promień jonowy (1-jonowy) | – |
| Promień jonowy (2-jonowy) | – |
| Promień jonowy (3 – ion) | – |
| Therma l Przewodność | 17,2 W m-1 K-1 |
| Przewodność elektryczna | 1,8 x 106 S m-1 |
| Temperatura krzepnięcia / topnienia: | 1525 oC, 1798 K |
Komora spalania rakiety. Podszewka w kolorze srebrnym to stop niklu, chromu, aluminium i itru. Zdjęcie: NASA.
Itr jest używany w wielu zastosowaniach, takich jak cyrkonia klejnoty, monitory komputerowe, obiektywy do aparatów i energooszczędne oświetlenie.
Odkrycie itru
Historia odkrycia itru zaczyna się w 1787 roku, kiedy Carl Arrhenius znalazł minerał podobny do węgla w kopalni skalenia / kwarcu w pobliżu Ytterby w Szwecji. Kopalnia powstała na początku XVIII wieku w wyniku zapotrzebowania lokalnego przemysłu garncarskiego na minerały.
Arrhenius nazwał czarny minerał itterbitem od imienia Ytterby. Bengt Geijer, inspektor kopalni w Sztokholmie, przeprowadził zgrubną analizę iterbitu. Poinformował, że minerał zawiera żelazo i spekulował, że może zawierać również wolfram. (1), (2)
Johan Gadolin otrzymał od Arrheniusa próbkę iterbitu i przeprowadził szczegółową analizę w 1794 roku w Finlandii. Odkrył, że zawiera 31% krzemionki, 19% tlenku glinu, 12% tlenku żelaza i 38% nieznanej ziemi. (3)
Wyniki Gadolina zostały potwierdzone w 1797 roku przez szwedzkiego chemika Andersa Ekeberga. Ekeberg zaproponował nazwę itria dla tlenku nowego metalu ziemnego i dlatego nowy metal został nazwany itrem. (2)
Niestety Gadolin i Ekeberg nie zdawali sobie sprawy, że ich analizy tlenku glinu były nieprawidłowe.Substancja, którą zidentyfikowali jako tlenek glinu, była w rzeczywistości tlenkiem innego nowego pierwiastka, berylu.
Beryl został odkryty rok później, w 1798 roku, przez francuskiego chemika Nicolasa Louisa Vauquelina. Następnie Ekeberg potwierdził obecność tlenku berylu w iterbicie i nieobecność tlenku glinu. (2)
Ytterbite został przemianowany na gadolinit (minerał itrowo-żelazowo-berylowo-krzemianowy) w 1800 roku przez Martina Klaprotha na cześć Johna Gadolina.
Gadolin szczegółowo przetestował właściwości itru (tlenku itru) i stwierdził, że nie topi się on nawet w najwyższych temperaturach dmuchawki; utworzył również przezroczyste bezbarwne szkło z boraksem. (3) (Miały to być typowe właściwości wszystkich tlenków metali ziem rzadkich).
Itr był pierwszym odkrytym pierwiastkiem ziem rzadkich. Teraz wiemy, że itria Gadolina była nieczysta; oprócz tlenku itru zawierał osiem innych tlenków metali ziem rzadkich. Zostały one odkryte oddzielnie w późniejszych latach; metalami tymi były: erb, terb, iterb, skand, tul, holm dysproz i lutet.
Itr metaliczny został po raz pierwszy uzyskany w 1828 r. w Berlinie przez Friedricha Wöhlera w postaci szarego proszku przez ogrzewanie bezwodnego chlorku itru (III) z potasem. (4)
Metal został wyprodukowany z wysoką czystością w 1953 roku przez Franka Speddinga w Ames Laboratory, w stanie Iowa, przy użyciu technik wymiany jonowej. (5)
Ultraczysty itr-90 jest stosowany w leczeniu raka. Itr-90 jest wytwarzany przez separację o wysokiej czystości ze strontu-90, produktu rozszczepienia uranu w reaktorach jądrowych. Zdjęcie: PNNL
Nanorurki węglowe są wytwarzane z oparów węgla zawierających niewielką ilość katalizatory niklowe i itrowe. Łuk elektryczny odparowuje anodę zawierającą katalizatory. Zdjęcie: NASA.
Wygląd i charakterystyka
Szkodliwe skutki:
Związki rozpuszczalne w wodzie itru są uważane za lekko toksyczne, podczas gdy jego nierozpuszczalne związki są uważane za nietoksyczne.
Charakterystyka:
Itr jest miękkim, srebrzystym metalem. Itr występuje zwykle w swoich związkach jako trójwartościowy jon Y3 +. Większość jego związków jest bezbarwna.
Itr jest bardzo podobny do właściwości pierwiastków ziem rzadkich z serii lantanowców. W związku z tym itr zaliczany jest do pierwiastków ziem rzadkich.
Jest stosunkowo stabilny w powietrzu dzięki warstewce tlenku, która tworzy się na jego powierzchni.
Drobno rozdrobniony metal zapala się w powietrzu po podgrzaniu.
Itr reaguje z wodą, tworząc wodorotlenek itru i wodór.
Co ciekawe, próbki skał i pyłu przywiezione z lądowania na Księżycu Apollo wykazują wysoki poziom itru zawartość. Zawartość itru w próbkach gleby księżycowej wahała się od 54 do 213 części na milion. Można to porównać ze średnią obfitością 33 części na milion w skorupie ziemskiej. (6)
Itr ma wyjątkowo wysokie powinowactwo do tlenu, z wolną energią tworzenia się tlenku 1817 kJ mol-1, prawdopodobnie największym ze wszystkich pierwiastków. Itr również rozpuszcza gazowy tlen w stosunkowo wysokich stężeniach. (7), (8)
Zastosowania itru
Itr jest często stosowany w stopach, zwiększając wytrzymałość stopów aluminium i magnezu.
Jest również stosowany jako odtleniacz metali nieżelaznych, takich jak wanad.
Itr jest używany jako katalizator w polimeryzacji etylenu.
Itr-90, radioaktywny izotop, jest stosowany w leczeniu różnych nowotworów i jest stosowany w precyzyjnych igłach medycznych do przecinania przenoszących ból nerwów w rdzeniu kręgowym.
Tlenek itru jest najważniejszym związkiem itru. Służy do wytwarzania nadprzewodnika wysokotemperaturowego YBCO (tlenek itru, baru i miedzi). Substancja ta staje się nadprzewodząca w temperaturze -178 oC (co oznacza, że może być utrzymywana w stanie nadprzewodzącym przy użyciu ciekłego azotu, a nie droższego i trudniejszego w obsłudze ciekłego helu).
Do produkcji używa się również tlenku itru granaty z żelazem itru (Y3 Fe5O12), które są bardzo skutecznymi filtrami mikrofalowymi, blokując niektóre częstotliwości mikrofalowe, a jednocześnie przepuszczając inne w urządzeniach komunikacyjnych, takich jak satelity.
Itr domieszkowany europem jest używany do produkcji luminoforów, które zapewniają kolor czerwony w kineskopach telewizji kolorowej.
Obfitość i izotopy
Obfitość skorupy ziemskiej: 33 części na milion wagowo, 7,6 części na milion na mol
Obfitość energii słonecznej system: 10 części na miliard wagowo, 0,1 części na miliard moli
Koszt, czysty: 430 USD za 100 g
Koszt, hurt: $ za 100 g
Źródło: Itr występuje w rudach uranu i jest obecny w prawie wszystkich minerałach „ziem rzadkich”. Odzyskiwany jest komercyjnie w przeciwprądowych procesach ekstrakcji ciecz-ciecz z piasku monacytu i bastnezytu.Metal można wyodrębnić poprzez redukcję fluoru wapniem.
Izotopy: Itr ma 25 izotopów, których okresy półtrwania są znane, o liczbach masowych od 79 do 103. Naturalnie występujący itr składa się z jednego stabilnego izotopu 89Y.
Cytuj tę stronę
Aby utworzyć łącze online, skopiuj i wklej jedno z następujących:
<a href="https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html">Yttrium</a>
lub
<a href="https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html">Yttrium Element Facts</a>
Aby zacytować tę stronę w dokumencie naukowym, użyj następującego cytowania zgodnego z MLA:
"Yttrium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html>.
