НАШИ иттрий, символ Y и атомный номер 39 — металл серебристого цвета, расположенный в 3-й группе Периодической таблицы, чуть ниже скандий, символ Sc. Однако химически иттрий очень похож на лантан и другие лантаноиды, считаясь членом группы редкоземельных металлов.
Этот металл широко использовался в производстве старых телевизионных экранов, а также более современных моделей ЖК-дисплеев, так как этот элемент помогает в формировании основных цветов. Он также имеет соответствующие промышленные применения, такие как производство катализаторов, лазеров, керамики и сверхпроводников, которые представляют собой материалы без электрическое сопротивление.
Смотрите также: Золото — химический элемент с отличной электропроводностью.
краткая информация об иттрии
- Иттрий — серебристый металл, относящийся к 3-й группе Периодическая таблица
- Несмотря на то, что иттрий не входит в f-блок, он считается редкоземельным металлом.
- Основными минеральными источниками являются:
- монацит;
- бастназит;
- ксенотимия;
- гадолинит.
- Он широко используется в области электроники благодаря своим люминесцентным свойствам.
- Он также используется в производстве лазеров.
- Соединения иттрия можно использовать в качестве сверхпроводников, что позволило продвинуть технику магнитной левитации.
- Иттрий был обнаружен в шведской деревне Иттербю, месте открытия нескольких металлы редкоземельные элементы периодической таблицы.
Свойства иттрия
- Символ: Ю.
- Атомный номер: 39.
- Атомная масса: 88 906 у.е.
- Электроотрицательность: 1,2.
- Точка слияния: 1530°С.
- Точка кипения: 3264°С.
- Плотность: 4,5 г.см-3 (при 20°С).
- Электронная конфигурация: [Кр] 5с2 4д1.
- Химическая серия: группа 3; переходные металлы; редкоземельные металлы.
характеристики иттрия
Иттрий — серебристый и блестящий металл. считается стабильным при контакте с воздухом, так как тонкий слой окись образуется на его поверхности, предотвращая атаку металлического вещества под ним. Однако этот слой в конечном итоге уменьшает блеск металла.
Что касается реакционной способности, иттрий может реагировать:
- с участием галогены, при комнатной температуре;
- с газообразным кислородом и с большинством неметаллы, при нагреве:
- 4 Y + 3 О2 → 2 года2НАШИ3
- 2 Y + 3 X2 → 2 УХ3, где X = F, Cl, Br и I
Кроме того, иттрий также медленно реагирует с холодной водой и растворяется в кислоты разбавленный, выпуская газ водород.
Подобно лантану и другим лантаноидам, описанный и известный химический состав иттрия представляет собой тот, в котором он имеет степень окисления, равную +3, когда этот элемент теряет три валентных электрона (4s2 и 5д1).
Читайте также: Барий — щелочноземельный металл, известный своей токсичностью.
Где можно найти иттрий?
иттрий может встречаться во многих минералах одновременно с другими редкоземельными металлами. Одним из таких минералов является монацит, фосфат, который помимо самого иттрия может содержать несколько таких элементов, например:
- церий (Се);
- лантан (La);
- неодим (Nd);
- празеодим (Pr);
- торий (Th).
Другие возможные минералы иттрия:
- бастназит (редкоземельный фторуглерод);
- ксенотимия (ортофосфат иттрия, также известный как ксенотим или ксенотимий);
- гадолинит (редкоземельный силикат, также известный как иттербит).
Состав различен, но предполагается, что руда, богатая иттрием, содержит около 1% по массе элемент.
Его можно получить несколькими способами. Классическая методика Получение включает кислотное или основное выщелачивание (промывку), который генерирует растворы иттрия, используя:
- соляная кислота;
- серная кислота;
- гидроксид натрия.
Однако выщелачивание не столь избирательно, так как создает раствор со всеми редкоземельными элементами минерала. Поэтому после Второй мировой войны были разработаны более совершенные методы разделения с помощью ионного обмена. например, что обеспечивало недостающую селективность, позволяя разделять различные металлы, присутствующие в минералы.
Чтобы получить иттрий в чистом (металлическом) виде, Соединения YF должны быть уменьшены3 или YCl3, что следует сделать с кальций или калий, соответственно.
Применение иттрия
Иттрий имеет большое значение в области электроники. Как и многие редкоземельные соединения, соединения иттрия, такие как Y2НАШИ3, обладают люминесцентными свойствами (излучают свет на раздражитель, например ионизирующего излучения), также известные как люминофоры. Люминофоры иттрия были применяется к телевизионным трубкам цвета для получения основных цветов зеленого, синего и красного.
Эти соединения могут быть использованы в материалах, отличных от телевизоров. Их можно использовать при изготовлении оптические волокна, люминесцентные лампы, светодиоды, краски, лаки, компьютерные экраны и Т. Д.
Благодаря своим люминесцентным свойствам иттрий также может использоваться в производство лазеров, как в случае лазера Nd: YAG, аббревиатура которого означает иттриевый гранат (класс минералов) и алюминий, формулы Y3Ал5НАШИ12, легированный неодимом (Nd).
Стоит помнить, что лазер — это тип характеристического, монохроматического излучения света, то есть с длиной волна конкретный. В случае Nd: YAG неодим в форме иона Nd3+, отвечает за излучение света лазер, в то время как кристаллы YAG отвечают за то, чтобы быть твердой матрицей.
Этот мощный лазер можно использовать:
- в хирургических процедурах медицины и стоматологии;
- в цифровых коммуникациях;
- в измерении температуры и расстояния;
- в промышленных режущих машинах;
- в микросварках;
- в экспериментах в области фотохимии.
Распространенное применение в медицине – офтальмология, где лазер применяется при лечении отслоения сетчатки и для коррекции миопии. В дерматологии используется для отшелушивания кожи.
Иттрий также используется в сверхпроводниках. Это потому, что в 1987 году американские физики обнаружили сверхпроводящие свойства соединения иттрия Y.1,2ба0,8CuO4, обычно называемый YBCO. Ты сверхпроводники материалы, способные проводить электричество без сопротивления, при очень низкой температуре, известной как критическая температура.
В случае YBCO критическая (сверхпроводящая) температура составляет 93 К (-180 ° C), выше температуры кипения азот жидкость, которая составляет 77 К (-196 ° С). Это значительно облегчило его использование, так как предыдущие сверхпроводники, такие как лантан (La2CuO3), имел критическую температуру в диапазоне 35 К (-238 ° C), требуя охлаждения жидким гелием, который дороже азота.
Сверхпроводники лежат в основе эффекта магнитной (или квантовой) левитации. магнитное поле (магнит) допускает левитацию сверхпроводника, что объясняется эффектом Мейснера. Такая технология была исследована для производства поездов на маглеве, которые плывут по рельсам.
![Поезд Маглев в Шанхае, Китай. [2]](/f/90f8d7b9365a1f52d4e51f5367f7fc62.jpg)
Иттрий также имеет другие применения, такие как производство катализаторы и керамика. Иттриевая керамика используется в качестве абразивов и огнеупорных материалов (устойчивых к высоким температурам) для производства:
- датчики кислород в автомобилях;
- защитные слои реактивных двигателей;
- режущие инструменты с коррозионной и износостойкостью.
Узнать больше:Электромагнетизм - изучение электричества, магнетизма и их взаимосвязей.
меры предосторожности с иттрием
Несмотря на то, что он не является токсичным или канцерогенным материалом, вдыхание, проглатывание или прикосновение к иттрию может вызвать раздражение и повреждение к легким. В виде порошка иттрий может воспламеняться. Наибольшую озабоченность вызывают иттриевые лазеры, так как их большая мощность может быть вредна для глаз.
история иттрия
Название иттрий происходит от Иттерби, шведской деревни, в которой находится шахта, где были обнаружены четыре редкоземельных металла:
- иттрий;
- иттербий;
- эрбий;
- иттербий.
Научная история этой деревни начинается с 1789 года, когда Карл Аксель Аррениус заметил кусок черной скалы над скалой. Аррениус был молодым лейтенантом шведской армии и очень ценил полезные ископаемые. Первоначально предполагалось, что вольфрамЧерный камень был отправлен Йохану Гадолину, другу Аррениуса, профессору химии Королевской академии в Турку, Финляндия.
Гадолин понял, что черная порода из минерала иттербита (позже переименованного в его честь в гадолинит) содержал оксид новых элементов редкие земли. Шведский химик Андерс Густав Экеберг подтвердил открытие Гадолина и назвал его оксидом иттрия.
В последующем впервые элемент иттрия был выделен, хотя и смешанный с другими элементами, в 1828 году Фридрихом Вёлером, который передал газ хлор минералом гадолинитом и таким образом образовался хлорид иттрия ( YCl3) безводный, который далее восстанавливался до металлического иттрия с использованием калия.
В конце концов, обнаруженная Аррениусом черная порода содержала оксиды восьми редкоземельных металлов:
- эрбий;
- тербий;
- иттербий;
- скандий;
- тулий;
- гольмий;
- диспрозий;
- лютеций.
Решенные упражнения на иттрий
Вопрос 1
(Унаэрп-СП) Явление сверхпроводимости электричества, открытое в 1911 году, вновь стало объектом внимания научного мира с обнаружение Бенднозом и Мюллером того, что керамические материалы могут демонстрировать такое поведение, принесло Нобелевскую премию этим двум физики в 1987 году. Одним из наиболее важных химических элементов в составе сверхпроводящей керамики является иттрий:
1с2 2 с2 2р6 3 с2 3р6 4 с2 3д10 4р6 5 с24д1
Количество оболочек и количество наиболее энергичных электронов для иттрия будет соответственно:
А) 4 и 1
Б) 5 и 1
В) 4 и 2
Г) 5 и 3
Д) 4 и 3
Разрешение:
Альтернатива Б
НАШИ валентный слой иттрия является пятой оболочкой, имеющей только 2 электрона в подоболочке 5s2. Таким образом, можно сделать вывод, что иттрий имеет 5 слоев. Самый энергетический подуровень последним помещается в электронная дистрибуция, так как это возрастающее распределение энергии. Следовательно, наиболее энергичным подуровнем является 4d.1, который имеет только 1 электрон.
вопрос 2
Оксид иттрия, Y2НАШИ3, представляет собой соединение, используемое для производства сверхпроводящей керамики, такой как YBCO, которая содержит иттрий, барий, медь и кислород. При образовании сверхпроводника иттрий сохраняет ту же степень окисления, что и в оксиде иттрия. Эта степень окисления равна:
А) -3
Б) 0
В) +3
Г) -2
Д) +2
Разрешение:
Альтернатива С
Как и кислород в оксидах, степень окисления (заряд, который приобретает ион при осуществлении ионной связи) равный -2, расчет степени окисления иттрия можно произвести следующим образом:
2x + 3 (-2) = 0
Где x - степень окисления иттрия, которую необходимо рассчитать, уравнение должно быть установлено равным нулю, поскольку оксид электрически нейтрален, а не ион.
Правильно делаем расчеты:
2х + -6 = 0
2х = 6
х = 3
Имеем, что значение x равно +3.
кредит изображения
[1] мысли Джойса / затвор
[2] ХамелеоныГлаза / затвор
Стефано Араужо Новаис
Учитель химии