ایتریوم.Y.39
ایتریوم یکی از عناصر شیمایی جدول تناوبی است که نماد آن Y و عدد اتمی آن 39 میباشد. این عنصر ، فلز انتقالی براق و سفید است. ایتریبیوم در کانیهای عناصر کمیاب خاکی یافت میشود که دو نوع از ترکیبات آن در ساخت رنگ قرمز برای تلویزیونهای رنگی مصرف میشود.
خصوصیات قابل توجه
ایتریوم ، فلزی براق ، پُرجلوه و فروزنده و کمیاب است که نسبتا در هوا مقاوم بوده و از نظر شیمیایی شبیه به لانتانیدها میباشد. خردههای این فلز در دمای بالاتر از 400 درجه در هوا مشتعل میشود . اگر ایترویم به ذرات بسیار ریز تقسیم شود، مقاومت خود را در مقابل هوا از دست میدهد. حالت متداول اکسیداسیون این عنصر +3 میباشد.
کاربردها
-
اکسید ایتریوم از مهمترین ترکیبات ایتریوم است که بیشتر در ساخت اروپیم Y7O4 و Y2O3 استفاده میشود که رنگ قرمز لامپ تصویر تلویزیونهای رنگی را تولید میکند.
-
اکسید ایترویم همچنین در ساخت گارنت آهن-ایتریوم استفاده میشود که صافیهای مایکروویو بسیار موثری هستند.
-
آهن ایترویم ، آلومینیوم و گادولینیوم ، خاصیت مغناطیسی جالبی دارند. Yttrium-iron-garnet بهعنوان فرستنده و پخش کننده انرژی شنوایی بسیار موثر است. Yttrium Aluminum Garnet دارای سختی 8.5 است و همچنین بهخاطر شباهت به الماس بهعنوان سنگ جواهر استفاده میشود.
-
مقدار کمی از این عنصر (0.2% تا 0.1) برای کم کردن اندازه دانههای کروبیوم ، مولیبدنوم و زیرکنونیوم استفاده میشود و همچنین در افزایش مقاومت آلومینیوم و منیزیم کاربرد دارد.
-
بهعنوان کاتالیزور برای پلیمر کردن گارنت آلومینیوم -ایتریوم ، فلورید لیتیوم ایتریوم و ایتریوم و انادیت در ترکیب دو پنتها مانند نئودیمیوم یا اربیم در لیزرهای مادون قرمز استفاده میشوند.
-
این عنصر برای احیا کردن وانادیوم و دیگر غیر فلزان استفاده میشود.
-
ایتریوم بهعنوان سازنده چدن گره دار شناخته شده که خاصیت رسانایی آن را افزایش میدهد. (گرافیت در ساخت چدن گره دار گرهها را به هم متراکم میکند تا از پوسته پوسته شدن آن جلوگیری کند.) از آن جا که اکسید ایتریوم ، نقطه ذوب بالاتر پایداری بیشتر و از استنباط کمتری نسبت به شیشه برخوردار است میتواند در فرمول ساخت شیشه و یا سرامیک استفاده شود.
تاریخچه
Ytterby که توسط "Johann Gadolin" در سال 1794کشف شد و توسط "Friedrich ohler" در سال 1828 بهعنوان عصاره ناخالص Yttria از عمل احیاء کلرید YCl3 با پتاسیم بدست آمد. Yttria یعنی (Y2O3) اکسید ایتریوم است و توسط "Johan Gadolin" در سال 1794 در معدن Gadolinite در Yetterby کشف شد.
در سال 1843 ، "Carl Mosander" ثابت کرد که Yttria میتواند به اکسید سه عنصر متفاوت تقسیم شود. Yttria نامی بود که برای مهمترین عنصر استفاده میشد و نام بقیه عناصر Erbia و Terbia بود. معدن سنگی که در نزدیکی دهکده Ytterby واقع شده معادن غیر معمولی زیادی در بردارد که سنگهای کمیاب زمین و دیگر عناصر در آن یافت میشود. عناصر Erbium ، Terbium ، Ytterbium و Yttrium همه از روی نام این معدن نامگذاری شدهاند.
پیدایش
این عنصر در بیشتر معادن کمیاب زمین و سنگ معدن اورانیوم یافت میشود، اما هرگز بهصورت طبیعی بهعنوان عنصر آزاد وجود ندارد. ایتریوم بهصورت اقتصادی از خاک Monazite به مقدار 3% Ce ، Po، la و همچنین از Bastnasite به مقدار 0.2% Ce ، La بازیافت میشود. این عنصر توسط عمل تقلیل فلوروئید ایتریوم توسط فلز کلسیم بدست میآید، اما با روشهای دیگر نیز تولید میشود. جدا کردن این فلز از دیگر عناصر کمیاب بسیار سخت است، زیرا هنگام استخراج بهصورت پودر طوسی تیره رنگ میباشد. نمونههای صخرههای قمری از Apollo program حاوی مقادیر زیادی از این عنصر میباشند.
ایزوتوپها
ایزوتوپ طبیعی تنها از یک ایزوتوپ 89Y تشکیل شده است. پایدارترین رادیو ایزوتوپ اکتیو Y-88 با نیمه عمر 106.65 روز و Y-91 با نیمه عمر 58.51 روز میباشند. تمام ایزوتوپهای دیگر آن نیمه عمری کمتر از یک روز دارند، بجز Y-87 که نیمه عمر آن 79.8 ساعت است. حالت زوال ایزوتوپی در ایزوتوپهای زیر Y-89 الکترون گیری و حالت بعد از آن حذف بتا میباشد. برای این عنصر 26 ایزوتوپ ناپایدار شناخته شده است.
Y-90 در موازنه با ایزوتوپ هم خانواده اس استرونیوم 90 که محصول انفجار اتمی میباشد، وجود دارد.
اثرات ایتریم بر روی سلامتی
ایتریم یکی از عناصر شیمیایی کمیاب است که در خانه و در وسایلی مانند تلویزیون رنگی، لامپهای فلورسنت، لامپهای ذخیره انرژی و شیشه یافت می شود. کلیه عناصر شیمیایی نادر، ویژگیهای تقریبا مشابهی دارند. ایتریم در طبیعت به ندرت و به مقدار بسیارکم یافت می شود. ایتریم تنها در دو نوع کانی مختلف یافت می شود.کاربردهای ایتریم در حال افزایش است زیرا ایتریم برای تویلد کاتالیزورو صیقل دادن شیشه مناسب است. وجود ایتریم در محیط کار خطرناک است زیرا از طریق هوا استنشاق می شود. استنشاق طولانی مدت آن سبب ایجاد حباب در ریه می شود. به علاوه ایتریم سبب سرطان هم می شود و تنفس آن احتمال بروز سرطان ریه را افزایش می دهد. و در نهایت تجمع ایتریم در بدن برای کبد مضر است.
جدول کامل | ||||||||||
|
عمومی | ||||||||||
|
نام, علامت اختصاری, شماره |
Yttrium, Y, 39 | |||||||||
|
گروه شیمیایی |
فلز انتقالی | |||||||||
|
گروه, تناوب, بلوک |
3 «IIIB), 5 , d | |||||||||
|
جرم حجمی, سختی |
4472 kg/m3, __ | |||||||||
|
رنگ |
سفید نقره ای | |||||||||
|
خواص اتمی | ||||||||||
|
وزن اتمی |
88.90585 amu | |||||||||
|
شعاع اتمی (calc.) |
180 (212) pm | |||||||||
|
شعاع کووالانسی |
162 pm | |||||||||
|
شعاع وندروالس |
no data | |||||||||
|
ساختار الکترونی |
[Kr]4d15s2 | |||||||||
|
-e بازای هر سطح انرژی |
2, 8, 18, 9, 2 | |||||||||
|
درجه اکسیداسیون (اکسید) |
3 (باز ضعیف) | |||||||||
|
ساختار کریستالی |
شش گوشه | |||||||||
|
خواص فیزیکی | ||||||||||
|
حالت ماده |
جامد | |||||||||
|
نقطه ذوب |
1799 K (2779 °F) | |||||||||
|
نقطه جوش |
3609 K (6037 °F) | |||||||||
|
حجم مولی |
19.88 ש)10-6 متر مکعب بر مول | |||||||||
|
گرمای تبخیر |
363 kJ/mol | |||||||||
|
گرمای هم جوشی |
11.4 kJ/mol | |||||||||
|
((فشار بخار |
5.31 Pa at 1799 K | |||||||||
|
سرعت صوت |
3300 m/s at 293.15 K | |||||||||
|
متفرقه | ||||||||||
|
الکترونگاتیویته |
1.22 (درجه پاولینگ) | |||||||||
|
ظرفیت گرمایی ویژه |
300 J/kg*K | |||||||||
|
رسانائی الکتریکی |
1.66 106/m اهم | |||||||||
|
رسانائی گرمایی |
17.2 W/m*K | |||||||||
|
1st پتانسیل یونیزاسیون |
600 kJ/mol | |||||||||
|
2nd پتانسیل یونیزاسیون |
1180 kJ/mol | |||||||||
|
3rd پتانسیل یونیزاسیون |
1980 kJ/mol | |||||||||
|
4th پتانسیل یونیزاسیون |
5847 kJ/mol | |||||||||
|
5th پتانسیل یونیزاسیون |
7430 kJ/mol | |||||||||
|
6th پتانسیل یونیزاسیون |
8970 kJ/mol | |||||||||
|
7th پتانسیل یونیزاسیون |
11190 kJ/mol | |||||||||
|
8th پتانسیل یونیزاسیون |
12450 kJ/mol | |||||||||
|
9th پتانسیل یونیزاسیون |
14110 kJ/mol | |||||||||
|
10th پتانسیل یونیزاسیون |
18400 kJ/mol | |||||||||
|
پایدارترین ایزوتوپها | ||||||||||
| ||||||||||
|
واحدهای SI & STP استفاده شده ، مگر آنکه ذکر شده باشد. | ||||||||||
