DE yttrium, symbol Y och atomnummer 39, är en silverfärgad metall som ligger i grupp 3 i det periodiska systemet, strax under skandium, symbol Sc. Men kemiskt är yttrium mycket lik lantan och andra lantanider, och anses vara en medlem av gruppen sällsynta jordartsmetaller.
Denna metall användes i stor utsträckning vid tillverkning av gamla tv-skärmar och även av mer moderna LCD-modeller, eftersom detta element hjälper till att skapa primärfärger. Det har också relevanta industriella tillämpningar, såsom vid tillverkning av katalysatorer, lasrar, keramik och supraledare, som är material utan elektrisk resistans.
Se också: Guld — kemiskt element med utmärkt elektrisk ledningsförmåga
sammanfattning om yttrium
- Yttrium är en silverfärgad metall som ligger i grupp 3 av Periodiska systemet
- Trots att det inte är i f-blocket anses yttrium vara en sällsynt jordartsmetall.
- Dess huvudsakliga mineralkällor är:
- monaziten;
- bastnasit;
- xenotymi;
- gadoliniten.
- Det används ofta inom elektronikområdet på grund av dess självlysande egenskaper.
- Det används också vid tillverkning av lasrar.
- Yttriumföreningar kan användas som supraledare, vilket möjliggjorde utvecklingen av den magnetiska levitationstekniken.
- Yttrium upptäcktes i den svenska byn Ytterby, platsen för upptäckten av flera metaller sällsynta jordartsmetaller i det periodiska systemet.
Yttrium egenskaper
- Symbol: Y.
- Atomnummer: 39.
- Atomisk massa: 88 906 c.u.
- Elektronnegativitet: 1,2.
- Fusionspunkt: 1530°C.
- Kokpunkt: 3264°C.
- Densitet: 4,5 g.cm-3 (vid 20°C).
- Elektronisk konfiguration: [Kr] 5s2 4d1.
- Kemisk serie: grupp 3; övergångsmetaller; sällsynta jordartsmetaller.
egenskaper hos yttrium
Yttrium är en silverfärgad och glänsande metall. anses stabil i kontakt med luft, eftersom ett tunt lager av oxid bildas på dess yta, vilket förhindrar angrepp av metallsubstansen under den. Det slutar dock med att detta lager minskar metallens glans.
När det gäller reaktivitet kan yttrium reagera:
- med halogener, vid rumstemperatur;
- med syrgas och med de flesta icke-metaller, under uppvärmning:
- 4 Y + 3 O2 → 2 Y2DE3
- 2 Y + 3 X2 → 2 YX3med X = F, Cl, Br och I
Dessutom reagerar yttrium också långsamt med kallt vatten och löses upp i syror utspädd, släpper ut gas väte.
Eftersom den liknar lantan och andra lantanider, är den beskrivna och kända kemin för yttrium en där den har ett oxidationstillstånd lika med +3, när detta element förlorar sina tre valenselektroner (4s2 och 5d1).
Läs också: Barium — jordalkalimetall känd för sin toxicitet
Var kan man hitta yttrium?
yttrium kan förekomma i många mineraler samtidigt med andra sällsynta jordartsmetaller. Ett av dessa mineral är monazit, ett fosfat som kan innehålla, förutom yttrium självt, flera av dessa grundämnen, såsom:
- cerium (Ce);
- lantan (La);
- neodym (Nd);
- praseodym (Pr);
- torium (Th).
Andra möjliga yttriummineraler är:
- bastnasit (ett sällsynt jordartsmetallfluorkol);
- xenothymia (ett yttriumortofosfat, även känt som xenothym eller xenothymium);
- gadolinit (ett sällsynt jordartsmetallsilikat, även känt som ytterbit).
Sammansättningen är varierad, men en malm rik på yttrium antas ha cirka 1 viktprocent av element.
Det kan erhållas på flera sätt. Den klassiska metodiken för Erhållande involverar sur eller basisk urlakning (tvättning), som genererar yttriumlösningar med hjälp av:
- saltsyra;
- svavelsyra;
- natriumhydroxid.
Lakning är dock inte så selektiv eftersom det skapar en lösning med alla sällsynta jordartsmetaller i mineralet. Därför, efter andra världskriget, gjordes mer förfinade tekniker för separation, genom jonbyte, till exempel, vilket gav den selektivitet som saknades, vilket gjorde det möjligt att separera de olika metallerna som finns i mineraler.
För att få yttrium i sin rena (metalliska) form, YF-föreningar bör reduceras3 eller YCl3, som bör göras med kalcium eller kalium, respektive.
Yttrium applikationer
Yttrium har applikationer av stor betydelse inom elektronikområdet. Liksom många sällsynta jordartsmetaller, yttriumföreningar som Y2DE3, har självlysande egenskaper (avger ljus vid ett stimulus, såsom en joniserande strålning), även känd som fosfor. Yttriumfosforer var appliceras på TV-rör färger för att producera primärfärgerna grönt, blått och rött.
Dessa föreningar kan användas i andra material än tv-apparater. Det är möjligt att använda dem vid tillverkning av optiska fibrer, lysrör, lysdioder, färger, fernissor, datorskärmar etc.
På grund av dess luminiscerande egenskaper kan yttrium även användas i tillverkning av lasrar, som i fallet med Nd: YAG-lasern, vars akronym står för yttriumgranat (en mineralklass) och aluminium, med formel Y3Al5DE12, dopad med neodym (Nd).
Det är värt att komma ihåg att laser är en typ av karakteristisk, monokromatisk ljusemission, det vill säga med en längd av Vinka specifik. I fallet med Nd: YAG, neodym, i form av Nd-jon3+, är ansvarig för emissionen av ljus laser, medan YAG-kristallerna är ansvariga för att vara den fasta matrisen.
Denna högeffektlaser kan användas:
- vid kirurgiska ingrepp inom medicin och tandvård;
- inom digital kommunikation;
- vid mätning av temperatur och avstånd;
- i industriella skärmaskiner;
- i mikrosvetsar;
- i experiment inom fotokemiområdet.
En vanlig tillämpning inom medicin är inom oftalmologi, där lasern används vid behandling av näthinneavlossning och för korrigering av närsynthet. Inom dermatologin används det för att exfoliera huden.
Yttrium är också används i supraledare. Det beror på att amerikanska fysiker 1987 upptäckte de supraledande egenskaperna hos en yttriumförening, Y1,2ba0,8CuO4, vanligtvis kallad YBCO. Du supraledare är material som kan leda elektricitet utan motstånd, vid en mycket låg temperatur, känd som den kritiska temperaturen.
I fallet med YBCO är den kritiska (supraledande) temperaturen 93 K (-180 °C), över koktemperaturen på kväve vätska, vilket är 77 K (-196 °C). Detta underlättade avsevärt dess användning, eftersom tidigare supraledare, såsom lantan (La2CuO3), hade en kritisk temperatur i intervallet 35 K (-238 °C), vilket krävde kylning med flytande helium, vilket är dyrare än kväve.
Supraledare är kärnan i den magnetiska (eller kvant) levitationseffekten, där en magnetiskt fält (magnet) tillåter levitation av supraledaren, förklarat av Meissner-effekten. Sådan teknik utforskades för tillverkning av Maglev-tåg, som flyter på spåren.
![Maglev-tåg i Shanghai, Kina. [2]](/f/90f8d7b9365a1f52d4e51f5367f7fc62.jpg)
Yttrium har även andra applikationer, som t.ex produktion av katalysatorer och keramik. Yttriumkeramik används som slipmedel och eldfasta material (beständiga mot höga temperaturer) för tillverkning av:
- sensorer av syre i bilar;
- skyddande lager av jetmotorer;
- skärinstrument med korrosions- och slitstyrka.
Veta mer:Elektromagnetism — studie av elektricitet, magnetism och deras relationer
försiktighetsåtgärder med yttrium
Trots att det inte är ett giftigt eller cancerframkallande material, inandning, förtäring eller beröring av yttrium kan orsaka irritation och skada till lungorna. I pulverform kan yttrium antändas. Den största oro är i förhållande till yttriumlasrar, eftersom deras stora kraft kan vara skadlig för ögonen.
historia av yttrium
Namnet yttrium kommer från Ytterby, en svensk by som innehåller en gruva där fyra sällsynta jordartsmetaller upptäcktes:
- yttrium;
- ytterbium;
- erbium;
- ytterbium.
Den vetenskapliga historien om denna by börjar 1789, då Carl Axel Arrhenius lade märke till en bit svart sten över en sten. Arrhenius var en ung löjtnant i svenska armén och hade stor uppskattning för mineraler. Ursprungligen antogs som volfram, skickades den svarta stenen till Johan Gadolin, en vän till Arrhenius, professor i kemi vid Kungliga Akademien i Åbo, Finland.
Gadolin insåg att den svarta stenen, från mineralet ytterbit (senare omdöpt till gadolinit, till hans ära), innehöll en oxid av nya grundämnen sällsynta länder. Den svenske kemisten Anders Gustaf Ekeberg bekräftade Gadolins upptäckt och kallade den yttriaoxid.
Därefter, för första gången yttriumelementet isolerades, även om det blandas med andra element, 1828, av Friedrich Wöhler, som passerade gas klor av mineralet gadolinit och bildade sålunda yttriumklorid (YCl3) vattenfri, som ytterligare reducerades till metalliskt yttrium med användning av kalium.
Till slut visade sig den svarta stenen som upptäcktes av Arrhenius innehålla oxider av åtta sällsynta jordartsmetaller:
- erbium;
- terbium;
- ytterbium;
- skandium;
- thulium;
- holmium;
- dysprosium;
- lutetium.
Lösta övningar på yttrium
fråga 1
(Unaerp-SP) Fenomenet supraledning av elektricitet, som upptäcktes 1911, var återigen föremål för den vetenskapliga världens uppmärksamhet med upptäckt av Bendnoz och Müller att keramiska material kan uppvisa denna typ av beteende, vilket ger ett Nobelpris till dessa två fysiker 1987. Ett av de viktigaste kemiska elementen i formuleringen av supraledande keramer är yttrium:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s24d1
Antalet skal och antalet mest energirika elektroner för yttrium kommer att vara:
A) 4 och 1
B) 5 och 1
C) 4 och 2
D) 5 och 3
E) 4 och 3
Upplösning:
Alternativ B
DE valensskikt av yttrium är det femte skalet, med bara 2 elektroner i 5s underskalet2. Således kan man dra slutsatsen att yttrium har 5 lager. Den mest energiska undernivån är den sista som placeras i elektronisk distribution, eftersom detta är en ökande distribution av energi. Därför är den mest energiska undernivån 4d1, som bara har 1 elektron.
fråga 2
Yttriumoxid, Y2DE3, är en förening som används för att tillverka supraledande keramik, såsom YBCO, som har yttrium, barium, koppar och syre. Vid bildningen av supraledaren bibehåller yttrium samma oxidationstal som det har i yttriumoxid. Detta oxidationstal är lika med:
A) -3
B) 0
C) +3
D) -2
E) +2
Upplösning:
Alternativ C
Som syre har, i oxider, oxidationstal (laddningen som jonen får när den utför jonbindningen) lika med -2, beräkningen av oxidationstalet för yttrium kan göras enligt följande:
2x + 3 (-2) = 0
Där x är oxidationstalet för yttrium som ska beräknas ekvation måste sättas till noll, eftersom oxiden är elektriskt neutral, inte är a Jon.
Göra beräkningarna korrekt:
2x + -6 = 0
2x = 6
x = 3
Vi har att värdet på x är lika med +3.
bildkredit
[1] tankar om glädje / slutarstock
[2] ChameleonsEye / slutarstock
Av Stefano Araújo Novais
Kemilärare
