THE itrijs, simbols Y un atomskaitlis 39, ir sudraba krāsas metāls, kas atrodas periodiskās tabulas 3. grupā, tieši zem skandijs, simbols Sc. Tomēr ķīmiski itrijs ir ļoti līdzīgs lantānam un citiem lantanīdiem, jo to uzskata par retzemju metālu grupas locekli.
Šis metāls tika plaši izmantots veco televizoru ekrānu un arī modernāku LCD modeļu ražošanā, jo šis elements palīdz radīt primārās krāsas. Tam ir arī atbilstošs rūpniecisks lietojums, piemēram, katalizatoru, lāzeru, keramikas un supravadītāju ražošanā, kas ir materiāli bez elektriskā pretestība.
Skatīt arī: Zelts - ķīmiskais elements ar izcilu elektrovadītspēju
kopsavilkums par itriju
- Itrijs ir sudrabains metāls, kas atrodas 3. grupā Periodiskā tabula
- Neskatoties uz to, ka itrijs neatrodas f blokā, to uzskata par retzemju metālu.
- Tās galvenie minerālu avoti ir:
- monacīts;
- bastnazīts;
- ksenotīmija;
- gadolīns.
- To plaši izmanto elektronikas jomā tā luminiscences īpašību dēļ.
- To izmanto arī lāzeru ražošanā.
- Itrija savienojumus var izmantot kā supravadītājus, kas ļāva attīstīt magnētiskās levitācijas tehniku.
- Itrijs tika atklāts Zviedrijas ciematā Ytterby, vairāku atradumu vietā metāli Periodiskās sistēmas retzemju metāli.
Itrija īpašības
- Simbols: Y.
- Atomu skaits: 39.
- Atomu masa: 88 906 c.u.
- Elektronegativitāte: 1,2.
- Sadales punkts: 1530°C.
- Vārīšanās punkts: 3264°C.
- Blīvums: 4,5 g.cm-3 (20°C temperatūrā).
- Elektroniskā konfigurācija: [Kr] 5s2 4d1.
- Ķīmiskā sērija: 3. grupa; pārejas metāli; retzemju metāli.
itrija īpašības
Itrijs ir sudraba krāsas un spīdīgs metāls. tiek uzskatīts par stabilu saskarē ar gaisu, jo plāns slānis no oksīds veidojas uz tās virsmas, novēršot zem tā esošās metāliskās vielas uzbrukumu. Tomēr šis slānis samazina metāla spīdumu.
Runājot par reaktivitāti, itrijs var reaģēt:
- ar halogēni, istabas temperatūrā;
- ar skābekļa gāzi un ar lielāko daļu nemetāli, zem apkures:
- 4 Y + 3 O2 → 2 g2THE3
- 2 Y + 3 X2 → 2 YX3, kur X = F, Cl, Br un I
Turklāt itrijs lēni reaģē arī ar aukstu ūdeni un izšķīst iekšā skābes atšķaidīts, izlaižot gāzi ūdeņradis.
Tā kā itrijs ir līdzīgs lantānam un citiem lantanīdiem, aprakstītā un zināmā itrija ķīmija ir tāda, kurā tas ir oksidācijas pakāpe, kas vienāda ar +3, kad šis elements zaudē trīs valences elektronus (4s2 un 5d1).
Izlasi arī: Bārijs — sārmzemju metāls, kas pazīstams ar savu toksicitāti
Kur var atrast itriju?
itrijs var rasties daudzos minerālos vienlaikus ar citiem retzemju metāliem. Viens no šiem minerāliem ir monacīts, fosfāts, kas papildus itrijam var saturēt vairākus no šiem elementiem, piemēram:
- cērijs (Ce);
- lantāns (La);
- neodīms (Nd);
- prazeodīms (Pr);
- torijs (Th).
Citi iespējamie itrija minerāli ir:
- bastnazīts (retzemju fluorogļūdeņradis);
- ksenotīmija (itrija ortofosfāts, pazīstams arī kā ksenotīms vai ksenotīms);
- gadolīns (retzemju silikāts, pazīstams arī kā iterbīts).
Sastāvs ir dažāds, taču tiek pieņemts, ka ar itriju bagāta rūda satur apmēram 1 % no masas. elements.
To var iegūt vairākos veidos. Klasiskā metodoloģija Iegūšana ietver skābes vai bāzes izskalošanos (mazgāšanu), kas ģenerē itrija šķīdumus, izmantojot:
- sālsskābe;
- sērskābe;
- nātrija hidroksīds.
Tomēr izskalošanās nav tik selektīva, jo tā rada risinājumu ar visiem minerāla retzemju metāliem. Tāpēc pēc Otrā pasaules kara tika izstrādātas rafinētākas atdalīšanas metodes, izmantojot jonu apmaiņu, piemēram, kas nodrošināja trūkstošo selektivitāti, kas ļāva atdalīt dažādus tajā esošos metālus minerālvielas.
Lai iegūtu itriju tīrā (metāla) formā, YF savienojumi jāsamazina3 vai YCl3, kas būtu jādara ar kalcijs vai kālijs, attiecīgi.
Itrija lietojumi
Itrijam ir liela nozīme elektronikas jomā. Tāpat kā daudzi retzemju elementi, itrija savienojumi, piemēram, Y2THE3, ir luminiscējošas īpašības (izstaro gaismu uz stimulu, piemēram, a jonizējošā radiācija), ko sauc arī par fosforiem. Itrija fosfori bija piemērots televīzijas lampām krāsas, lai iegūtu zaļo, zilo un sarkano pamatkrāsu.
Šos savienojumus var izmantot citos materiālos, nevis televizoros. Tos var izmantot ražošanā optiskās šķiedras, dienasgaismas spuldzes, gaismas diodes, krāsas, lakas, datoru ekrāni utt.
Pateicoties tā luminiscējošām īpašībām, itriju var izmantot arī lāzeru ražošana, tāpat kā Nd: YAG lāzera gadījumā, kura akronīms apzīmē itrija granātu (minerālu klase) un alumīnija, ar formulu Y3Al5THE12, leģēts ar neodīmu (Nd).
Ir vērts atcerēties, ka lāzers ir raksturīgas, monohromatiskas gaismas emisijas veids, tas ir, ar garumu vilnis specifisks. Nd: YAG gadījumā neodīms, kas ir Nd jona formā3+, ir atbildīgs par gaismas emisiju lāzers, savukārt YAG kristāli ir atbildīgi par cieto matricu.
Šo lieljaudas lāzeru var izmantot:
- medicīnas un zobārstniecības ķirurģiskajās procedūrās;
- digitālajos sakaros;
- temperatūras un attāluma mērīšanā;
- rūpnieciskajās griešanas mašīnās;
- mikrometinātās šuvēs;
- eksperimentos fotoķīmijas jomā.
Izplatīts pielietojums medicīnā ir oftalmoloģijas jomā, kur lāzeru izmanto tīklenes atslāņošanās ārstēšanā un tuvredzības korekcijā. Dermatoloģijā to izmanto ādas pīlingam.
Itrijs arī ir izmanto supravadītājos. Tas ir tāpēc, ka 1987. gadā amerikāņu fiziķi atklāja itrija savienojuma Y supravadošās īpašības.1,2ba0,8CuO4, ko parasti sauc par YBCO. Tu supravadītāji ir materiāli, kas spēj vadīt elektrība bez pretestības ļoti zemā temperatūrā, ko sauc par kritisko temperatūru.
YBCO gadījumā kritiskā (supravadītāja) temperatūra ir 93 K (-180 °C), virs viršanas temperatūras slāpeklis šķidrums, kura temperatūra ir 77 K (-196 °C). Tas ievērojami atviegloja tā izmantošanu, jo iepriekšējie supravadītāji, piemēram, lantāns (La2CuO3), bija kritiskā temperatūra diapazonā no 35 K (-238 ° C), kas prasa dzesēšanu ar šķidru hēliju, kas ir dārgāks par slāpekli.
Supravadītāji ir magnētiskās (vai kvantu) levitācijas efekta pamatā, kurā magnētiskais lauks (magnēts) pieļauj supravadītāja levitāciju, ko izskaidro Meisnera efekts. Šāda tehnoloģija tika pētīta Maglev vilcienu ražošanai, kas peld pa sliedēm.
![Maglev vilciens Šanhajā, Ķīnā. [2]](/f/90f8d7b9365a1f52d4e51f5367f7fc62.jpg)
Itrijam ir arī citi lietojumi, piemēram, ražošana katalizatori un keramika. Itrija keramiku izmanto kā abrazīvus un ugunsizturīgus materiālus (izturīgus pret augstām temperatūrām), lai ražotu:
- sensori no skābeklis automašīnās;
- reaktīvo dzinēju aizsargslāņi;
- griezējinstrumenti ar izturību pret koroziju un nodilumu.
Uzziniet vairāk:Elektromagnētisms — elektrības, magnētisma un to saistību izpēte
piesardzības pasākumi ar itriju
Neskatoties uz to, ka tas nav toksisks vai kancerogēns materiāls, itrija ieelpošana, norīšana vai pieskaršanās var izraisīt kairinājumu un bojājumus uz plaušām. Pulvera veidā itrijs var aizdegties. Vislielākās bažas rada itrija lāzeri, jo to lielais spēks var kaitēt acīm.
itrija vēsture
Itrija nosaukums cēlies no Iterbijas, Zviedrijas ciemata, kurā atrodas raktuves, kurās tika atklāti četri retzemju metāli:
- itrijs;
- iterbijs;
- erbijs;
- iterbijs.
Šī ciemata zinātniskā vēsture sākas 1789. gadā, kad Karls Aksels Arrēnijs pamanīja melnu klints gabalu pāri akmenim. Arrēnijs bija jauns zviedru armijas leitnants un ļoti augstu novērtēja minerālus. Sākotnēji pieņemts kā volframs, melnais iezis tika nosūtīts Johanam Gadoliņam, Arrēnija draugam, Turku Karaliskās akadēmijas ķīmijas profesoram Somijā.
Gadolins saprata, ka melnais iezis no minerāla iterbīta (viņam par godu vēlāk pārdēvēts par gadolīnu) saturēja jaunu elementu oksīdu retas zemes. Zviedru ķīmiķis Anderss Gustafs Ekebergs apstiprināja Gadolina atklājumu un nosauca to par itrija oksīdu.
Pēc tam pirmo reizi itrija elements tika izolēts, lai gan sajaukts ar citiem elementiem, 1828. gadā, Friedrich Wöhler, kurš izturēja gāzi hlors ar minerālu gadolīnu un tādējādi veidojot itrija hlorīdu (YCl3) bezūdens, kas tika tālāk reducēts līdz metāliskajam itrijam, izmantojot kāliju.
Galu galā Arrhenius atklātais melnais iezis satur astoņu retzemju metālu oksīdus:
- erbijs;
- terbijs;
- iterbijs;
- skandijs;
- tūlijs;
- holmijs;
- disprozijs;
- lutēcijs.
Atrisināja vingrinājumus uz itrija
jautājums 1
(Unaerp-SP) Elektrības supravadīšanas fenomens, kas atklāts 1911. gadā, atkal bija zinātnes pasaules uzmanības objekts. Bendnoza un Millera atklājums, ka keramikas materiāli var izrādīt šāda veida uzvedību, nopelnot Nobela prēmiju šiem diviem fiziķi 1987. gadā. Viens no svarīgākajiem ķīmiskajiem elementiem supravadošās keramikas veidošanā ir itrijs:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s24d1
Apvalku skaits un itrija enerģētiskāko elektronu skaits būs attiecīgi:
A) 4. un 1
B) 5 un 1
C) 4. un 2
D) 5. un 3
E) 4. un 3
Izšķirtspēja:
B alternatīva
THE valences slānis itrija ir piektais apvalks, kura 5s apakšapvalkā ir tikai 2 elektroni2. Tādējādi var secināt, ka itrijam ir 5 slāņi. Enerģiskākais apakšlīmenis ir pēdējais, kas tiek ievietots elektroniskā izplatīšana, jo tas ir pieaugošs enerģijas sadalījums. Tāpēc enerģētiskākais apakšlīmenis ir 4d1, kurā ir tikai 1 elektrons.
2. jautājums
Itrija oksīds, Y2THE3, ir savienojums, ko izmanto supravadošas keramikas ražošanai, piemēram, YBCO, kurā ir itrijs, bārijs, varš un skābeklis. Veidojot supravadītāju, itrijs saglabā tādu pašu oksidācijas skaitli, kāds tam ir itrija oksīdā. Šis oksidācijas skaitlis ir vienāds ar:
A) -3
B) 0
C) +3
D) -2
E) +2
Izšķirtspēja:
Alternatīva C
Tāpat kā skābeklis ir oksīdos, oksidācijas numurs (lādiņš, ko jons iegūst, veicot jonu saiti) vienāds ar -2, itrija oksidācijas skaitļa aprēķinu var veikt šādi:
2x + 3 (-2) = 0
Kur x ir itrija oksidācijas skaitlis, kas jāaprēķina, vienādojums jāiestata uz nulli, jo oksīds ir elektriski neitrāls, nevis a jonu.
Pareizi veicot aprēķinus:
2x + -6 = 0
2x = 6
x = 3
Mums ir, ka x vērtība ir vienāda ar +3.
attēla kredīts
[1] prieka domas / shutterstock
[2] ChameleonsEye / shutterstock
Autors Stefano Araújo Novais
Ķīmijas skolotājs