خواص عنصر

ثابت های مادی و فراوانی وقوع در طبیعت

ایزوتوپ های عنصر

ایتریوم یک عنصر ناهمسان‌توپی است و بنابراین فقط به شکل یک ایزوتوپ پایدار در طبیعت وجود دارد. علاوه بر این، 27 ایزوتوپ مصنوعی و رادیواکتیو دیگر نیز شناخته شده است که تنها تعدادی از آنها به عنوان نمونه در جدول زیر ذکر شده است.

خواص بیشتر

ایتریوم عنصری از گروه اسکاندیم است. این یک فلز سبک نرم، نقره ای-سفید و چکش خوار است. این اجازه می دهد تا آن را به راحتی به صورت ورقه ای بغلتانید و در لوله ها بکشید. ایتریوم در هوا پایدار است زیرا توسط یک لایه اکسید غیرفعال می شود. این دو تغییر آلوتروپیک را تشکیل می دهد: α-ایتریوم و β-ایتریوم. این فلز پارامغناطیس است. ابررسانایی را در فاز پرفشار فلزی در فشارهای بالاتر از 12 گیگا پاسکال و دمای زیر 270- درجه سانتی گراد نشان می دهد. ایتریم در ترکیبات خود فقط وارد حالت اکسیداسیون +III می شود. ایتریوم یک فلز بسیار پایه، به شدت الکترومثبت و یک عامل احیا کننده قوی است. در هوای مرطوب اکسید می شود، در دمای بالای 500 درجه سانتیگراد مشتعل می شود و با شعله مایل به قرمز می سوزد. ایتریوم در آب به آرامی واکنش نشان می دهد، در اسیدهای معدنی و آلی حل می شود و نمک تشکیل می دهد. با اکسیژن مولکولی واکنش می دهد و اکسید ایتریوم (III) را تشکیل می دهد.

کشف

در سال 1794 شیمیدان فنلاندی JOHAN GADOLIN (1760-1852) در حین مطالعه ماده معدنی ایتربایت، ایتریم را به شکل اکسید کشف کرد. گادولین اکسید را ایتربیا نامید و فلزی که در آن وجود دارد ایتریوم نام داشت. در سال 1824، WÖHLER این فلز را، البته به شکل بسیار آلوده، با کاهش تری کلرید با پتاسیم به دست آورد. تنها 11 سال بعد فلز خالص توسط شیمیدانان WEST و HOPKINS بدست آمد.

وقوع/تولید

عنصر نسبتاً مکرر در طبیعت وجود دارد و از نظر فراوانی عنصر سی و دوم است. ایتریوم جزء اصلی ایتریوم زمین و بخشی از کانی های گادولینیت، تالنیت، زنوتیم، اکسنیت، سامارسکیت، بتافیت و غیره است. برای تولید ایتریوم فلزی، ماده اولیه مورد استفاده تری فلوراید است که در مقیاس صنعتی از شن و ماسه زنوتیم و سایر کانه های حاوی ایتریم به دست می آید. سنگ معدن با اسید سولفوریک هضم می شود، سولفات ایتریم با استخراج، تبادل یونی و تشکیل کمپلکس از عناصر همراه خود جدا می شود، به صورت اگزالات رسوب می کند، به اکسید می سوزد و در نهایت با هیدروژن فلوراید به تری فلوراید ایتریوم تبدیل می شود. این فلز با احیای متالوگرمیک تری فلوراید به دست می آید.

استفاده کنید

ایتریوم عمدتاً به عنوان یک جزء آلیاژی برای بهبود مقاومت اکسیداسیون آلیاژهای هادی گرمایش و فولاد کروم نیکل استفاده می شود. ترکیبات ایتریوم-کبالت فرومغناطیسی هستند و در ساخت لوله های میله سوخت و میله های کنترل استفاده می شوند. ایتریوم وانادات به عنوان یک بدنه رنگی برای فلورسانس قرمز در لوله های نمایشگر تلویزیون های رنگی و در لوله های فلورسنت عمل می کند. اتصالات از نوع YAG (گارنت آلومینیوم ایتریوم) به عنوان مواد لیزری عمل می کند. YAG بسیار سخت است و اغلب به عنوان یک الماس مصنوعی برای ساخت جواهرات استفاده می شود. مواد سرامیکی ساخته شده از باریم، ایتریم و اکسید مس در دماهای پایین تا 173- درجه سانتیگراد ابررسانایی از خود نشان می دهند و بنابراین در تولید ابررساناهایی با دمای بالا استفاده می شوند.

اتصالات مهم

نمک های ایتریم سه ظرفیتی مانند اکسیدها (Y2O3)، هالیدها (YX3) و اکسی هالیدها (YOX). با سولفات‌ها و نیترات‌های فلزی تک ظرفیتی، نمک‌های دوگانه از ترکیب Y2(SO4)3 3 M2SO4 nH2O یا Y(NO3)3 MNO3 nH2O تشکیل می‌شوند.

ساختمان

ایتریوم در نزدیکترین بسته بندی شش ضلعی متبلور می شود.