イットリウム（Y）：用途、注意事項、歴史

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THE イットリウム、記号Yおよび原子番号 39は、周期表のグループ3にある銀色の金属で、スカンジウム、記号Sc。ただし、化学的には、イットリウムはランタンや他のランタニドと非常によく似ており、希土類金属のグループのメンバーと見なされています。

この金属は、原色の生成に役立つため、古いテレビ画面や最新のLCDモデルの製造に広く使用されていました。また、触媒、レーザー、セラミック、超伝導体の製造など、関連する産業用途もあります。電気抵抗.

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イットリウムについての要約

イットリウムは、第3族元素に含まれる銀色の金属です。周期表
fブロックには含まれていませんが、イットリウムは希土類金属と見なされています。
その主な鉱物源は次のとおりです。
- モナザイト;
- バストネサイト;
- xenothymia;
- ガドリン石。
発光特性からエレクトロニクス分野で広く使用されています。
また、レーザーの製造にも使用されます。
イットリウム化合物は超伝導体として使用でき、磁気浮上技術の進歩を可能にしました。
イットリウムはスウェーデンのイッテルビー村で発見されました。金属周期表の希土類。

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イットリウムの特性

シンボル： Y。
原子番号： 39.
原子質量： 88,906 c.u.
電気陰性度： 1,2.
融点： 1530°C。
沸点： 3264°C。
密度： 4.5 g.cm^-3 （20°Cで）。
電子配置： [Kr] 5秒² 4d¹.
化学シリーズ： グループ3; 遷移金属; 希土類金属。

イットリウムの特徴

イットリウムは銀色の光沢のある金属です。 空気との接触で安定していると見なされます、の薄層なので酸化物その表面に形成され、その下の金属物質の攻撃を防ぎます。ただし、この層は金属の輝きを弱めることになります。

反応性に関しては、イットリウムは反応することができます：

とハロゲン、室温で;
酸素ガスとほとんど非金属、加熱下：
- 4 Y + 3 O₂ →2Y₂THE₃
- 2 Y + 3 X₂ →2YX₃、X = F、Cl、Br、およびI

さらに、イットリウムは冷水とゆっくりと反応し、 に溶ける 酸希釈、ガス放出水素.

ランタンおよび他のランタニドと同様であるため、イットリウムについて説明されている既知の化学は、 +3に等しい酸化状態を持っています、この元素が3つの価電子を失うと（4s² および5d¹).

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イットリウムはどこにありますか？

イットリウム 多くのミネラルで発生する可能性があります 他の希土類金属と一緒に。これらの鉱物の1つは、イットリウム自体に加えて、次のようなこれらの元素のいくつかを含む可能性のあるリン酸塩であるモナザイトです。

セリウム（Ce）;
ランタン（La）;
ネオジム（Nd）;
プラセオジム（Pr）;
トリウム（Th）。

モナザイトサンプル。 — モナザイトは、イットリウムの供給源となる可能性のある鉱石の1つです。

他の可能なイットリウム鉱物は次のとおりです。

バストネサイト（希土類フルオロカーボン）;
キセノチミア（オルトリン酸イットリウム、キセノチムまたはキセノチミウムとしても知られています）;
ガドリン石（希土類ケイ酸塩、イッターバイトとしても知られています）。

バストネサイトのサンプルを持っている手。 — バストネサイト、イットリウムを含むいくつかの希土類を含む鉱物。

組成はさまざまですが、イットリウムが豊富な鉱石は、エレメント.

いくつかの方法で入手できます。の古典的な方法論 取得には、酸性または塩基性の浸出（洗浄）が含まれます、を使用してイットリウム溶液を生成します。

塩酸;
硫酸;
水酸化ナトリウム.

ただし、浸出は、鉱物のすべての希土類を含む溶液を作成するため、それほど選択的ではありません。したがって、第二次世界大戦後、イオン交換を通じて、より洗練された分離技術が作られました。たとえば、不足していた選択性を提供し、に存在するさまざまな金属を分離することを可能にしましたミネラル。

純粋な（金属）形態のイットリウムを得るには、 YF化合物を減らす必要があります₃ またはYCl₃、これはで行う必要がありますカルシウムまたカリウム、それぞれ。

イットリウムアプリケーション

イットリウムは、エレクトロニクスの分野で非常に重要なアプリケーションを持っています。多くの希土類と同様に、Yなどのイットリウム化合物₂THE₃、発光特性を持っています（次のような刺激に光を発します電離放射線）、リン光物質としても知られています。イットリウムリン光物質は テレビ管に適用 緑、青、赤の原色を生成する色。

これらの化合物は、テレビ以外の素材にも使用できます。の製造に使用することが可能です 光ファイバー、蛍光灯、LED、塗料、ワニス、コンピューター画面 等

イットリウムはその発光特性により、 レーザーの製造、Nd：YAGレーザーの場合のように、その頭字語はイットリウムガーネット（鉱物クラス）を表し、アルミニウム、式Yの₃アル₅THE₁₂、ネオジム（Nd）をドープ。

レーザーは、特徴的な単色発光の一種であり、長さが波明確。 Nd：YAGの場合、ネオジムはNdイオンの形をしています³⁺、光の放出に責任がありますレーザ、一方、YAG結晶は固体マトリックスであることに責任があります。

この高出力レーザーは使用できます：

医学および歯科の外科的処置;
デジタル通信;
温度と距離の測定;
工業用切断機で;
マイクロウェルド;
光化学の分野での実験で。

レーザーを使用して皮膚科手術を受けている女性。 — レーザーを使用した皮膚科手術。 [1]

医学における一般的な用途は眼科の分野であり、網膜剥離の治療および近視の矯正のためにレーザーが適用されます。皮膚科では、皮膚を剥離するために使用されます。

イットリウムも 超伝導体で使用される. これは、1987年に、アメリカの物理学者がイットリウム化合物Yの超伝導特性を発見したためです。_1,2ba_0,8CuO₄、通常はYBCOと呼ばれます。君超伝導体伝導可能な材料です電気抵抗なしで、臨界温度として知られている非常に低い温度で。

YBCOの場合、臨界（超伝導）温度は93 K（-180°C）であり、窒素 77 K（-196°C）の液体。ランタン（La₂CuO₃）、35 K（-238°C）の範囲の臨界温度があり、窒素よりも高価な液体ヘリウムで冷却する必要がありました。

超伝導体は、磁気（または量子）浮揚効果の中心にあり、磁場（磁石）は、マイスナー効果によって説明される超伝導体の浮揚を可能にします。そのような技術は、線路に浮かぶ磁気浮上式鉄道の生産のために探求されました。

イットリウムには、次のような他のアプリケーションもあります の生産 触媒 とセラミック. イットリウムセラミックは、以下の製造のための研磨剤および耐火材料（高温に耐性）として使用されます。

のセンサー空気車の中で;
ジェットエンジンの保護層;
耐食性と耐摩耗性を備えた切断器具。

詳細：電磁気学—電気、磁気およびそれらの関係の研究

イットリウムに関する注意事項

有毒または発がん性物質ではありませんが、 イットリウムを吸入、摂取、または触れると、刺激や損傷を引き起こす可能性があります 肺に。粉末状では、イットリウムが発火する可能性があります。最大の懸念はイットリウムレーザーに関連しています。イットリウムレーザーの大きな出力は目に有害である可能性があるためです。

イットリウムの歴史

イットリウムという名前は、4つの希土類金属が発見された鉱山を含むスウェーデンの村イッテルビーに由来しています。

イットリウム;
イッテルビウム;
エルビウム;
イッテルビウム。

この村の科学的歴史は、1789年にCarlAxelが始めたときに始まります。 アレニウスは黒い岩の塊に気づきました 岩の上。アレニウスはスウェーデン軍の若い中尉であり、鉱物に大きな感謝を持っていました。当初はタングステン、黒い岩は、フィンランドのトゥルクにある王立アカデミーの化学教授であるアレニウスの友人であるヨハン・ガドリンに送られました。

ガドリンは、鉱物のイッターバイト（後に彼に敬意を表してガドリン石に改名）からの黒い岩に気づきました。 新しい元素の酸化物が含まれていました 珍しい土地。スウェーデンの化学者AndersGustaf Ekebergは、ガドリニウムの発見を確認し、それを酸化イットリウムと呼びました。

その後、初めて イットリウム元素が分離されました、他の要素と混合されているが、1828年にガスを通過したフリードリヒ・ヴェーラーによって塩素鉱物ガドリン石によって形成され、塩化イットリウム（YCl₃）無水、カリウムを使用して金属イットリウムにさらに還元された。

結局、アレニウスによって発見された黒い岩には、8つの希土類金属の酸化物が含まれていることがわかりました。

エルビウム;
テルビウム;
イッテルビウム;
スカンジウム;
ツリウム;
ホルミウム;
ジスプロシウム;
ルテチウム。

イットリウムに関する解決済みの演習

質問1

（Unaerp-SP）1911年に発見された電気の超伝導現象は、再び科学界の注目の的となった。セラミック材料がこの種の挙動を示す可能性があることをBendnozとMüllerが発見し、これら2つにノーベル賞を受賞しました。 1987年の物理学者。超電導セラミックの配合で最も重要な化学元素の1つはイットリウムです。

1秒² 2秒² 2p⁶ 3秒² 3p⁶ 4秒² 3D¹⁰ 4p⁶ 5秒²4d¹

イットリウムの殻の数と最もエネルギーの高い電子の数は、それぞれ次のようになります。

A）4と1

B）5と1

C）4と2

D）5と3

E）4および3

解決：

代替案B

THE 原子価層イットリウムの5番目のシェルは5番目のサブシェルに2つの電子しかありません². したがって、イットリウムには5つの層があると結論付けることができます。最もエネルギッシュなサブレベルは、最後に配置されますエレクトロニックディストリビューション、これはエネルギーの増加する次数の分布であるため。したがって、最もエネルギッシュなサブレベルは4dです。¹、電子が1つしかない。

質問2

酸化イットリウム、Y₂THE₃は、イットリウム、バリウム、銅、酸素を含むYBCOなどの超電導セラミックの製造に使用される化合物です。超伝導体の形成において、イットリウムは酸化イットリウムと同じ酸化数を維持します。この酸化数は次のようになります。

A）-3

B）0

C）+3

D）-2

E）+2

解決：

代替C

酸素が持っているように、酸化物では、酸化数（イオン結合を実行するときにイオンが獲得する電荷）-2に等しい場合、イットリウムの酸化数の計算は次のように実行できます。

2x + 3（-2）= 0

ここで、xは計算されるイットリウムの酸化数であり、方程式酸化物は電気的に中性であり、イオン.