THE ітрій, символ Y і атомний номер 39 — метал сріблястого кольору, розташований у групі 3 періодичної таблиці, трохи нижче скандій, символ Sc. Однак за хімічним складом ітрій дуже схожий на лантан та інші лантаноїди, оскільки вважається членом групи рідкоземельних металів.
Цей метал широко використовувався при виготовленні старих екранів телевізорів, а також більш сучасних моделей LCD, оскільки цей елемент допомагає у створенні основних кольорів. Він також має відповідне промислове застосування, наприклад, у виробництві каталізаторів, лазерів, кераміки та надпровідників, які є матеріалами без електричний опір.
Дивіться також: Золото — хімічний елемент з чудовою електропровідністю
резюме про ітрій
- Ітрій є сріблястим металом, що належить до групи 3 Періодична таблиця
- Незважаючи на те, що ітрій не входить до блоку f, ітрій вважається рідкоземельним металом.
- Його основними мінеральними джерелами є:
- монацит;
- басназит;
- ксенотимія;
- гадолініт.
- Завдяки своїм люмінесцентним властивостям він широко використовується в галузі електроніки.
- Він також використовується у виробництві лазерів.
- Сполуки ітрію можуть бути використані як надпровідники, що дозволило просунути техніку магнітної левітації.
- Ітрій був виявлений у шведському селі Іттербі, де було знайдено кілька метали рідкісні землі періодичної системи.
Властивості ітрію
- Символ: Ю.
- Атомний номер: 39.
- Атомна маса: 88 906 ц.у.
- Електронегативність: 1,2.
- Точка злиття: 1530°C.
- Точка кипіння: 3264°C.
- Щільність: 4,5 г.см-3 (при 20°C).
- Електронна конфігурація: [Кр] 5 с2 4d1.
- Хімічна серія: група 3; перехідні метали; рідкоземельні метали.
Характеристики ітрію
Ітрій являє собою сріблястий і блискучий метал. вважається стабільним при контакті з повітрям, оскільки тонкий шар оксид утворюється на його поверхні, перешкоджаючи атаці металевої речовини під нею. Однак цей шар в кінцевому підсумку зменшує блиск металу.
Що стосується реакційної здатності, то ітрій може реагувати:
- з галогени, при кімнатній температурі;
- з газоподібним киснем і з найбільш неметали, під опаленням:
- 4 Y + 3 O2 → 2 Y2THE3
- 2 Y + 3 X2 → 2 YX3, з X = F, Cl, Br і I
Крім того, ітрій також повільно реагує з холодною водою і розчиняється в кислоти розведений, виділяючи газ водень.
Будучи подібним до лантану та інших лантаноїдів, описана і відома хімія для ітрію є такою, в якій він має ступінь окиснення +3, коли цей елемент втрачає три валентні електрони (4s2 і 5d1).
Читайте також: Барій — лужноземельний метал, відомий своєю токсичністю
Де можна знайти ітрій?
ітрій може зустрічатися в багатьох мінералах одночасно з іншими рідкоземельними металами. Одним з цих мінералів є монацит, фосфат, який може містити, крім самого ітрію, кілька таких елементів, як-от:
- церій (Ce);
- лантан (La);
- неодим (Nd);
- празеодим (Pr);
- торій (Th).
Інші можливі мінерали ітрію:
- бастназит (рідкоземельний фторуглерод);
- ксенотимія (ортофосфат ітрію, також відомий як ксенотим або ксенотимій);
- гадолініт (рідкоземельний силікат, також відомий як ітербіт).
Склад різноманітний, але передбачається, що руда, багата ітрієм, має приблизно 1% маси елемент.
Його можна отримати кількома способами. Класична методика о Отримання включає кислотне або основне вилуговування (промивання), який генерує розчини ітрію, використовуючи:
- хлористого-воднева кислота;
- сірчана кислота;
- їдкий натр.
Однак вилуговування не є настільки селективним, оскільки створює розчин з усіма рідкісноземельними елементами мінералу. Тому після Другої світової війни були розроблені більш досконалі методи поділу за допомогою іонного обміну, наприклад, що забезпечило селективність, якої бракувало, що дозволило розділити різні метали, присутні в них мінерали.
Щоб отримати ітрій у чистому (металевому) вигляді, Сполуки YF слід зменшити3 або YCl3, що слід зробити з кальцій або калій, відповідно.
Застосування ітрію
Ітрій має велике значення в області електроніки. Як і багато рідкоземельних, сполуки ітрію, такі як Y2THE3, мають люмінесцентні властивості (випромінюють світло на подразник, наприклад a іонізуюче випромінювання), також відомий як люмінофор. Ітрієві люмінофори були застосовується до телевізійних трубок кольори для отримання основних кольорів зеленого, синього та червоного.
Ці сполуки можна використовувати в інших матеріалах, ніж телевізори. Є можливість використовувати їх у виготовленні оптичні волокна, люмінесцентні лампи, світлодіоди, фарби, лаки, екрани комп'ютерів тощо
Завдяки своїм люмінесцентним властивостям ітрій також можна використовувати в виготовлення лазерів, як у випадку з Nd: YAG лазером, абревіатура якого означає ітрієвий гранат (клас мінералів) і алюміній, формули Y3Ал5THE12, легований неодимом (Nd).
Варто пам'ятати, що лазер - це тип характерного монохроматичного випромінювання світла, тобто з довжиною хвиля специфічний. У разі Nd: YAG, неодим, перебуває у формі іона Nd3+, відповідає за випромінювання світла лазерний, тоді як кристали YAG відповідають за те, що є твердою матрицею.
Цей високопотужний лазер можна використовувати:
- в хірургічних втручаннях медицини та стоматології;
- в цифрових комунікаціях;
- у вимірюванні температури та відстані;
- в промислових різальних верстатах;
- в мікрозварних швах;
- в експериментах в області фотохімії.
Поширеним застосуванням в медицині є офтальмологія, де лазер застосовується для лікування відшарування сітківки і для корекції короткозорості. У дерматології його використовують для відлущування шкіри.
Ітрій також використовується в надпровідниках. Це тому, що в 1987 році американські фізики відкрили надпровідні властивості сполуки ітрію Y.1,2ба0,8CuO4, зазвичай називається YBCO. ти надпровідники є матеріалами, здатними проводити електрика без опору, при дуже низькій температурі, відомій як критична температура.
У випадку YBCO критична (надпровідна) температура становить 93 К (-180 °C), що вище температури кипіння азот рідина, яка становить 77 К (-196 °C). Це значно полегшило його використання, оскільки попередні надпровідники, такі як лантан (Л2CuO3), мав критичну температуру в діапазоні 35 К (-238 °C), що вимагало охолодження рідким гелієм, який дорожчий за азот.
Надпровідники лежать в основі ефекту магнітної (або квантової) левітації, при якому а магнітне поле (магніт) дозволяє левітацію надпровідника, що пояснюється ефектом Мейснера. Така технологія була досліджена для виробництва поїздів Маглев, які плавають на коліях.
![Поїзд Maglev у Шанхаї, Китай. [2]](/f/90f8d7b9365a1f52d4e51f5367f7fc62.jpg)
Ітрій також має інші застосування, наприклад виробництво каталізатори і кераміку. Ітрієва кераміка використовується як абразивні та вогнетривкі матеріали (стійкий до високих температур) для виробництва:
- датчики кисень в автомобілях;
- захисні шари реактивних двигунів;
- ріжучі інструменти з корозійною та зносостійкістю.
Дізнайтеся більше:Електромагнетизм — дослідження електрики, магнетизму та їх взаємозв'язків
запобіжні заходи з ітрієм
Незважаючи на те, що він не є токсичним або канцерогенним матеріалом, вдихання, проковтування або дотик до ітрію може викликати роздратування та пошкодження до легенів. У вигляді порошку ітрій може спалахнути. Найбільше занепокоєння викликає ітрієві лазери, оскільки їх велика потужність може бути шкідливою для очей.
історія ітрію
Назва ітрій походить від Іттербі, шведського села, де є шахта, де було виявлено чотири рідкоземельні метали:
- ітрій;
- ітербій;
- ербій;
- ітербій.
Наукова історія цього села починається з 1789 року, коли Карл Аксель Арреніус помітив шматок чорного каменю над каменем. Арреніус був молодим лейтенантом шведської армії і дуже цінував корисні копалини. Спочатку вважалося, що вольфрам, чорний камінь був відправлений Йохану Гадоліну, другу Арреніуса, професору хімії в Королівській академії в Турку, Фінляндія.
Гадолін зрозумів, що чорна скеля з мінералу ітербіту (пізніше перейменованого в гадолініт на його честь) містив оксид нових елементів рідкісні землі. Шведський хімік Андерс Густав Екеберг підтвердив відкриття Гадоліна і назвав його оксидом ітрію.
Згодом вперше в був виділений елемент ітрію, хоча і змішаний з іншими елементами, у 1828 році Фрідріхом Велером, який передав газ хлор мінералом гадолінітом і таким чином утворився хлорид ітрію (YCl3) безводний, який далі відновлювався до металевого ітрію за допомогою калію.
Зрештою виявилося, що чорна порода, відкрита Арреніусом, містить оксиди восьми рідкоземельних металів:
- ербій;
- тербій;
- ітербій;
- скандій;
- тулій;
- гольмій;
- диспрозій;
- лютецій.
Вирішені вправи на ітрій
питання 1
(Unaerp-SP) Явище надпровідності електрики, відкрите в 1911 році, знову стало об'єктом уваги наукового світу з Бендноз і Мюллер виявили, що керамічні матеріали можуть проявляти таку поведінку, що принесло їм Нобелівську премію. фізиків у 1987 році. Одним з найважливіших хімічних елементів у виготовленні надпровідної кераміки є ітрій:
1с2 2с2 2п6 3s2 3п6 4s2 3d10 4п6 5 с24d1
Кількість оболонок і кількість найбільш енергійних електронів для ітрію будуть відповідно:
А) 4 і 1
Б) 5 і 1
в) 4 і 2
Г) 5 і 3
Д) 4 і 3
Роздільна здатність:
Альтернатива Б
THE валентний шар ітрію - це п'ята оболонка, яка має лише 2 електрони в підоболонці 5s2. Таким чином, можна зробити висновок, що ітрій має 5 шарів. Найбільш енергійний підрівень - останній, який розміщується в електронний розподіл, оскільки це зростаючий розподіл енергії. Тому найбільш енергійним підрівнем є 4d1, який має лише 1 електрон.
питання 2
Оксид ітрію, Y2THE3, є сполукою, яка використовується для виробництва надпровідної кераміки, наприклад YBCO, яка містить ітрій, барій, мідь і кисень. При утворенні надпровідника ітрій зберігає ту саму ступінь окиснення, що і в оксиду ітрію. Цей ступінь окислення дорівнює:
А) -3
Б) 0
В) +3
Г) -2
E) +2
Роздільна здатність:
Альтернатива C
Як кисень, в оксидах, ступінь окиснення (заряд, який набуває іон при здійсненні іонного зв'язку) дорівнює -2, розрахунок ступеня окислення ітрію можна зробити так:
2x + 3 (-2) = 0
Де х — ступінь окиснення ітрію, що підлягає розрахунку, рівняння повинен бути встановлений на нуль, оскільки оксид електрично нейтральний, а не a іон.
Правильно виконати розрахунки:
2x + -6 = 0
2x = 6
х = 3
Маємо, що значення x дорівнює +3.
кредит зображення
[1] thinksofjoyce / затвор
[2] Око хамелеона / затвор
Стефано Араухо Новаїс
Вчитель хімії
