THE itrij, simbol Y in atomsko število 39, je kovina srebrne barve, ki se nahaja v skupini 3 periodnega sistema, tik pod skandij, simbol Sc. Kemično pa je itrij zelo podoben lantanu in drugim lantanidom, saj velja za člana skupine redkih zemeljskih kovin.
Ta kovina je bila široko uporabljena pri izdelavi starih televizijskih zaslonov in tudi modernejših modelov LCD, saj ta element pomaga pri ustvarjanju primarnih barv. Ima tudi pomembne industrijske aplikacije, kot je proizvodnja katalizatorjev, laserjev, keramike in superprevodnikov, ki so materiali brez električni upor.
Glej tudi: Zlato — kemični element z odlično sposobnostjo električne prevodnosti
povzetek o itriju
- Itrij je srebrna kovina, ki se nahaja v skupini 3 Periodični sistem
- Čeprav itrij ni v bloku f, velja za redko zemeljsko kovino.
- Njegovi glavni mineralni viri so:
- monazit;
- bastnazit;
- ksenotimija;
- gadolinit.
- Zaradi svojih luminiscenčnih lastnosti se pogosto uporablja na področju elektronike.
- Uporablja se tudi pri izdelavi laserjev.
- Itrijeve spojine se lahko uporabljajo kot superprevodniki, kar je omogočilo napredek tehnike magnetne levitacije.
- Itrij so odkrili v švedski vasi Ytterby, kjer so jih odkrili več kovine redke zemlje periodnega sistema.
Lastnosti itrija
- simbol: Y.
- atomsko število: 39.
- atomska masa: 88.906 c.u.
- elektronegativnost: 1,2.
- Fuzijska točka: 1530°C.
- Vrelišče: 3264°C.
- gostota: 4,5 g/cm-3 (pri 20°C).
- Elektronska konfiguracija: [Kr] 5s2 4d1.
- Kemična serija: skupina 3; prehodne kovine; redke zemeljske kovine.
značilnosti itrija
Itrij je srebrno obarvana in sijoča kovina. velja za stabilnega v stiku z zrakom, saj je tanek sloj oksid tvori na njegovi površini in preprečuje napad kovinske snovi pod njo. Vendar pa ta plast na koncu zmanjša sijaj kovine.
Kar zadeva reaktivnost, lahko itrij reagira:
- z halogeni, pri sobni temperaturi;
- s plinom kisika in z večino nekovine, pod ogrevanjem:
- 4 Y + 3 O2 → 2 let2THE3
- 2 Y + 3 X2 → 2 YX3, z X = F, Cl, Br in I
Poleg tega itrij počasi reagira tudi s hladno vodo in raztopi v kisline razredčen, sproščanje plina vodik.
Opisana in znana kemija itrija je podobna lantanu in drugim lantanidom, v kateri je ima oksidacijsko stanje enako +3, ko ta element izgubi svoje tri valenčne elektrone (4s2 in 5d1).
Preberite tudi: Barij - zemeljskoalkalijska kovina, znana po svoji strupenosti
Kje je mogoče najti itrij?
itrij se lahko pojavi v številnih mineralih sočasno z drugimi redkimi zemeljskimi kovinami. Eden od teh mineralov je monazit, fosfat, ki lahko vsebuje poleg itrija še več teh elementov, kot so:
- cerij (Ce);
- lantan (La);
- neodim (Nd);
- prazeodim (Pr);
- torij (Th).
Drugi možni minerali itrija so:
- bastnazit (fluoroogljik redkih zemelj);
- ksenotimija (itrijev ortofosfat, znan tudi kot ksenotim ali ksenotimij);
- gadolinit (redkozemeljski silikat, znan tudi kot iterbit).
Sestava je različna, vendar se domneva, da ima ruda, bogata z itrijem, približno 1 mas. element.
Pridobiti ga je mogoče na več načinov. Klasična metodologija Pridobivanje vključuje kislinsko ali bazično izpiranje (pranje), ki generira itrijeve raztopine z uporabo:
- klorovodikova kislina;
- žveplova kislina;
- natrijev hidroksid.
Vendar izpiranje ni tako selektivno, saj ustvari raztopino z vsemi redkimi zemeljskimi elementi minerala. Zato so po drugi svetovni vojni izdelali bolj izpopolnjene tehnike ločevanja z ionsko izmenjavo, na primer, kar je zagotovilo manjkajočo selektivnost, kar je omogočilo ločevanje različnih kovin, ki so prisotne minerali.
Za pridobitev itrija v njegovi čisti (kovinski) obliki, Zmanjšati je treba spojine YF3 ali YCl3, kar je treba storiti z kalcij oz kalij, oz.
Uporaba itrija
Itrij ima zelo pomembne aplikacije na področju elektronike. Kot mnoge redke zemeljske spojine itrijeve spojine, kot je Y2THE3, imajo luminiscenčne lastnosti (oddajajo svetlobo na dražljaj, kot je a ionizirajoče sevanje), znan tudi kot fosfor. Itrijevi fosforji so bili uporablja za televizijske cevi barve za proizvodnjo primarnih barv zelene, modre in rdeče.
Te spojine se lahko uporabljajo v materialih, ki niso televizorji. Možno jih je uporabiti pri izdelavi optična vlakna, fluorescenčne sijalke, LED diode, barve, laki, računalniški zasloni itd.
Zaradi svojih luminiscenčnih lastnosti se itrij lahko uporablja tudi v izdelava laserjev, kot v primeru Nd: YAG laserja, katerega akronim pomeni itrijev granat (razred mineralov) in aluminij, formule Y3Al5THE12, dopiran z neodimom (Nd).
Ne smemo pozabiti, da je laser vrsta karakteristične, monokromatske svetlobne emisije, to je z dolžino val specifične. V primeru Nd: YAG, neodim, ki je v obliki Nd iona3+, je odgovoren za oddajanje svetlobe laser, medtem ko so kristali YAG odgovorni za trdno matriko.
Ta laser visoke moči se lahko uporablja:
- pri kirurških posegih v medicini in zobozdravstvu;
- v digitalnih komunikacijah;
- pri merjenju temperature in razdalje;
- v industrijskih rezalnih strojih;
- v mikrozvareh;
- pri poskusih s področja fotokemije.
Pogosta uporaba v medicini je na področju oftalmologije, kjer se laser uporablja pri zdravljenju odmika mrežnice in za korekcijo kratkovidnosti. V dermatologiji se uporablja za piling kože.
Itrij je tudi uporabljajo v superprevodnikih. To je zato, ker so leta 1987 ameriški fiziki odkrili superprevodne lastnosti itrijeve spojine Y1,2ba0,8CuO4, ki se običajno imenuje YBCO. ti superprevodniki so materiali, ki so sposobni prevodnosti elektrika brez upora, pri zelo nizki temperaturi, znani kot kritična temperatura.
V primeru YBCO je kritična (superprevodna) temperatura 93 K (-180 °C), nad temperaturo vrelišča dušik tekočina, ki je 77 K (-196 °C). To je močno olajšalo njegovo uporabo, saj so prejšnji superprevodniki, kot je lantan (La2CuO3), je imela kritično temperaturo v območju 35 K (-238 °C), kar zahteva hlajenje s tekočim helijem, ki je dražji od dušika.
Superprevodniki so v središču učinka magnetne (ali kvantne) levitacije, pri katerem a magnetno polje (magnet) omogoča levitacijo superprevodnika, kar je razloženo z Meissnerjevim učinkom. Takšno tehnologijo so raziskali za proizvodnjo vlakov Maglev, ki plavajo po tirih.
![Maglev vlak v Šanghaju na Kitajskem. [2]](/f/90f8d7b9365a1f52d4e51f5367f7fc62.jpg)
Itrij ima tudi druge aplikacije, kot npr proizvodnja katalizatorji in keramika. Itrijeva keramika se uporablja kot abrazivni in ognjevzdržni materiali (odporni na visoke temperature) za proizvodnjo:
- senzorji za kisik v avtomobilih;
- zaščitne plasti reaktivnih motorjev;
- rezalni instrumenti z odpornostjo proti koroziji in obrabi.
Več o tem:Elektromagnetizem - študij elektrike, magnetizma in njihovih odnosov
previdnostni ukrepi z itrijem
Čeprav ni strupen ali rakotvoren material, vdihavanje, zaužitje ali dotik itrija lahko povzroči draženje in poškodbe na pljuča. V obliki prahu se itrij lahko vžge. Največja skrb je v zvezi z itrijevimi laserji, saj je njihova velika moč lahko škodljiva za oči.
zgodovina itrija
Ime itrij izhaja iz Ytterbyja, švedske vasi, ki vsebuje rudnik, kjer so odkrili štiri redke zemeljske kovine:
- itrij;
- iterbij;
- erbij;
- iterbij.
Znanstvena zgodovina te vasi se začne leta 1789, ko je Carl Axel Arrhenius je opazil kos črne skale čez skalo. Arrhenius je bil mlad poročnik v švedski vojski in je zelo cenil minerale. Sprva se je domnevalo kot volfram, črna skala je bila poslana Johanu Gadolinu, Arrheniusovemu prijatelju, profesorju kemije na Kraljevi akademiji v Turkuju na Finskem.
Gadolin je spoznal, da črna kamnina iz minerala iterbit (kasneje preimenovan v gadolinit, v njegovo čast) vseboval oksid novih elementov redke dežele. Švedski kemik Anders Gustaf Ekeberg je potrdil Gadolino odkritje in ga poimenoval itrijev oksid.
Nato je prvič izolirali smo element itrija, čeprav mešan z drugimi elementi, leta 1828 Friedricha Wöhlerja, ki je prenašal plin klor z mineralom gadolinitom in tako nastal itrijev klorid (YCl3) brezvodni, ki je bil nadalje reduciran v kovinski itrij z uporabo kalija.
Na koncu je bilo ugotovljeno, da črna kamnina, ki jo je odkril Arrhenius, vsebuje okside osmih redkih zemeljskih kovin:
- erbij;
- terbij;
- iterbij;
- skandij;
- tulij;
- holmij;
- disprozij;
- lutecij.
Rešene vaje na itriju
Vprašanje 1
(Unaerp-SP) Fenomen superprevodnosti elektrike, odkrit leta 1911, je bil znova predmet pozornosti znanstvenega sveta z Bendnoz in Müller sta ugotovila, da lahko keramični materiali izkazujejo takšno vedenje, kar je obema prineslo Nobelovo nagrado. fiziki leta 1987. Eden najpomembnejših kemičnih elementov v formulaciji superprevodne keramike je itrij:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s24d1
Število lupin in število najbolj energijskih elektronov za itrij bo:
A) 4 in 1
B) 5 in 1
C) 4 in 2
D) 5 in 3
E) 4 in 3
Resolucija:
Alternativa B
THE valenčni sloj itrija je peta lupina, ki ima samo 2 elektrona v 5s podlupini2. Tako lahko sklepamo, da ima itrij 5 plasti. Najbolj energetska podnivo je zadnja, ki se umesti v elektronska distribucija, saj gre za vse večjo porazdelitev energije. Zato je najbolj energetska podraven 4d1, ki ima samo 1 elektron.
vprašanje 2
Itijev oksid, Y2THE3, je spojina, ki se uporablja za izdelavo superprevodne keramike, kot je YBCO, ki vsebuje itrij, barij, baker in kisik. Pri tvorbi superprevodnika itrij ohranja enako oksidacijsko število, ki ga ima v itrijevem oksidu. To oksidacijsko število je enako:
A) -3
B) 0
C) +3
D) -2
E) +2
Resolucija:
Alternativa C
Kot ima kisik v oksidih, oksidacijsko število (naboj, ki ga ion pridobi pri izvajanju ionske vezi) enak -2, lahko izračun oksidacijskega števila itrija izvedemo na naslednji način:
2x + 3 (-2) = 0
Kjer je x oksidacijsko število itrija, ki ga je treba izračunati, enačba mora biti nastavljen na nič, ker je oksid električno nevtralen in ni a ion.
Pravilno izvajanje izračunov:
2x + -6 = 0
2x = 6
x = 3
Imamo, da je vrednost x enaka +3.
kreditna slika
[1] thinksofjoyce / shutterstock
[2] Kameleonsko oko / shutterstock
Avtor: Stefano Araújo Novais
Učiteljica kemije