Ititrio struktur, egenskaper, bruk

Han Yttrium Det er et overgangsmetall som tilhører gruppe 3 i det periodiske tabellen, og hvis kjemiske symbol er og. Selv om det ikke er en del av Lantanide -serien, regnes det ofte som et av elementene i de sjeldne jordene, som det finnes i de samme mineralene som lantanider, og har også lignende kjemiske egenskaper.

Ititrium og lantanidene er til stede i de samme mineralene, inkludert Bastnäsita og Monacita. Det er et relativt stabilt metall i luften, på grunn av et lag med oksydet som gir det beskyttelse, men det oksiderer raskt i den varme luften.

Metalliske og ultrapuro dendritiske krystaller. Kilde: JURII, CC av 3.0, via Wikimedia Commons

Danner forbindelser hovedsakelig med oksidasjonstilstanden +3 (og³⁺), for eksempel ititrio oksid, og₂ENTEN₃, og oppløselige eller uoppløselige forbindelser i vann.

Itrio ble oppdaget i 1794 av Johan Gadolin, en finsk forsker som analyserte et mørkt mineral levert av Carl Arrhenius selv. Gadolin fant i mineralet et ukjent element, og funnene hans ble bekreftet av den svenske kjemikeren Anders Ekeberg, som utnevnte 'Itria' oksidet til det nye metallet, mens metallet kalte 'Ittrio'.

I seg selv, i sin metalliske form, har den ikke for mange bruksområder, men fungerer som tilsetningsstoff for mange legeringer. På den annen side har oksydet mange bruksområder når det gjelder materialer, for eksempel glass og keramikk, i tillegg til å komponere et blåaktig pigment oppdaget i moderne tid.

[TOC]

Struktur

Ititrium -atomer er forbundet med den metalliske koblingen for å danne en kompakt sekskantet struktur (HCP). Denne strukturen tilsvarer en av de to allotropiske formene: α -fasen, som er stabil ved romtemperatur. Når ititriumkrystaller blir oppvarmet til 1478 ºC, tar de imidlertid en kubikkstruktur, kalt fase β β.

Elektronisk konfigurasjon

Elektronisk konfigurasjon av ititrium

Ititrium presenterer følgende elektroniske konfigurasjon:

[Kr] 4d¹  5s²

Derfor har han tre elektroner av Valencia for å etablere metallbindingen. Du kan også miste disse tre elektronene for å transformere seg til kation og³⁺, som er isolektronisk med edel kryptongass.

Ititrium egenskaper

Irrio isolert

Fysisk utseende

Silid hvitt fast metall, skinnende og svært krystallinsk, toalett, som kan oppnås som mørkegrå pulver.

Atomnummer

39

Molmasse

89.905 g/mol

Smeltepunkt

1526 ºC

Kokepunkt

2930 ºC

Kan tjene deg: kalsiumsilikat: egenskaper, struktur, få, bruk

Tetthet

4.472 g/cm³

Fusjonsvarme

elleve.42 kJ/mol

Fordampningsvarme

363 kJ/mol

Molar kalorikapasitet

26.53 J/(mol · k)

Oksidasjonsstater

Irito kan delta i sine forbindelser med hvilken som helst av følgende oksidasjonstilstander: 0, +1, +2 og +3, +3 er den vanligste fordi det er et element i gruppe 3.

Elektronegativitet

1.22 på Pauling -skalaen

Ioniseringsenergier

Først: 600 kJ/mol

For det andre: 1180 kJ/mol

Tredje: 1980 kJ/mol

Magnetisk ordre

Det er et paramagnetisk metall, men det blir en superleder ved en temperatur på -271,9 ºC og under trykk større enn 110 kilobarer.

Reaktivitet og forbindelser

Det rene elementet er ganske stabilt, fordi ititriumoksid, og₂ENTEN₃, Form på metalloverflaten et beskyttende lag. Imidlertid kan det oksidere raskt i luften ved temperaturer høyere enn 450 ºC. Hvis det er pulverisert, brenner fortsatt ved lavere temperaturer.

Ititrium danner uorganiske forbindelser med oksidasjonstilstanden +3; For eksempel: og₂ENTEN₃, Og (å)₃, OG₂(C₂ENTEN₄)₃, Ypo₄, Yf₃, etc.

Reagerer raskt med sterke syrer, med unntak av nitrogen og fluorhorsyrer. Den reagerer også med halogener ved temperaturer over 200 ºC, for å danne haluros.

På den annen side, ved høye temperaturer, binære forbindelser med fosfor, selen, karbon, fosfor, silisium og svovel. Ititrium kan være en del av organiske kjemiske forbindelser.

Ititrium -ionet, og³⁺, Den er fargeløs i løsning, og det samme er oksid, triklorid, sulfat og karbonat.

applikasjoner

Farge -TV

Ititriumoksyd eller ititriumsulfid, og₂S₃, Dopadoer med europiumelementet er de involvert i produksjonen av rød farge på farge -TV -er som bruker katodestuper.

Granater

Ittrium og jernarnet. Kilde: Krizu på German Wikipedia, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Ittrium og aluminium (YAG) Garnet, Cerio, brukes i hvite og hvite lysdioder. Det brukes også, gitt sin hardhet, som etterligning av diamanten. I tillegg er Yags laser, på grunn av sin energi, vant til å stikke hull og kutte metaller.

I mellomtiden brukes Irrito og Hierro Garnet (YIG) som et mikrobølgeovnfilter og i overføring av akustisk energi.

Legeringer

Ititrium brukes til å øke motstanden til aluminium og magnesiumlegeringer. Ititriumoksyd kombineres i mellomtiden med zirkoniumoksyd for å danne en legering som griper inn i dannelsen av en veldig motstandsdyktig keramikk; Keramikk brukt i elektronikk, så vel som i dannelsen av en termisk barriere for reaksjonsmotorer.

Kan tjene deg: ferulinsyre: innhenting, funksjoner, applikasjoner

En legering av ititrium med krom og aluminium brukes i produksjonen av en veldig varme -resistent elektrisk leder.

Leger

Den radioaktive isotopen til itit, ⁹⁰Og det har blitt brukt i behandlingen av mange typer kreft. Han ⁹⁰Og det er en radioaktiv emitter av ß -partikler med en halvliv på 2.67 dager (64.1 timer).

Det brukes i behandlingen av forskjellige typer kreft, for eksempel lymfom og leukemi, som påvirker leukocytter. Også for lever, eggstokk, kolon-kolon, bukspyttkjertel og beinkreft.

Han ⁹⁰Og det administreres, ved bruk av flere modaliteter, gjennom blodkarene som fører blodet til vevene der kreftsvulsten er til stede.

Du kan bli med i monoklonale antistoffer rettet spesielt mot tumorceller. Ved å slå sammen antistoffene til tumorceller, tillater det fiksering av ⁹⁰Og for dem, og dermed tillater deres ødeleggelse. Mikrofærer brukes også til å transportere isotopen til kreftvevet.

Denne teknikken kalles radioembolisering, og innholdet i innholdet i ⁹⁰Og de blir injisert i blodkarene som fører til leverkreftvev. i tillegg ⁹⁰Og til bittesmå nåler som brukes i behandlingen av betente ledd, spesielt knær.

Keramikk og glass

Ititrium brukes i produksjonen av silisiumnitruro, forbindelse som brukes til å utdype en keramikk av en 8 -hardness på 8.5 (MOHS skala), brukt i ovnsstykker. Ititriumoksid brukes til fremstilling av glass og keramikk med lav termisk ekspansjon.

Pigment

Blå, nyere og ikke -toksisk pigment som inneholder ititriumatomer i sammensetningen. Kilde: Mer subramanian, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

En av de relativt siste bruksområdene (2009) av Irito er som en komponent i utarbeidelsen av et pigment: Yinmn Blue (bilde over), oppdaget av forskere fra University of Oregon. Formelen hans er yin_1-XMn_xENTEN₃, og derfor er dens krystallinske struktur sammensatt av oksydene av ititrium, indisk og mangan.

Yinmn Blue er det siste pigmentet som har blitt oppdaget etter koboltblått, kull₂ENTEN₄, For to hundre år siden, i 1802. Det er karakterisert, som det kan sees, av sine livlige og modifiserbare farger. I tillegg er det et stabilt og ikke -toksisk pigment.

Kan tjene deg: Neopentil: Struktur, egenskaper, nomenklatur, trening

Andre

Det er ititriumforbindelser som brukes som katalysatorer for etylenpolymerisasjon. Det metalliske ititrium brukes til utdyping av elektroder i tennplugger med høy ytelse. Vanadio og andre ikke -gere -metaller brukes også til deoksid.

Ititrium er en del av en kobberoksid -superleder, barium og ititrio, kjent som "YBCO". I denne superlederen brukes flytende nitrogen for å redusere temperaturen i stedet for helium, noe som dermed lar kostnader redusere.

Ititrium er inkorporert i katodene til noe jern og litiumfosfatbatterier (LFP).

Å skaffe

Ititrium har en overflod av 33 ppm i jordskorpen. Det er en del av noen mineraler sammen med elementer av sjeldne jordarter. Det er kommersielt utnyttet fra monacitten, som inneholder 3% av metallet, og Bastnäsita, med en 0.2 % av det samme.

Imidlertid finnes det også i mineraler som Gadolinita, Euxenita og Xenotima i Malaysia, som inneholder opptil 60% oterrium i form av fosfat.

Ititriumoksyd kan oppnås fra en blanding med oksider av sjeldne jordelementer, og løser opp materialet som inneholder dem i svovelsyre og deretter fraksjoner dem ved ionebyttekromatografi.

Ititrium kan renses ved en metode som bruker oksalsyre og som til slutt produserer fluor, tidligere intervensjon av hydrogenfluorid. Ititrium fluor reduseres i metallisk ititrium ved å redusere ved bruk av kalsium som et reduserende middel ved høye temperaturer.

Isotoper

Ititrium har totalt 33 isotoper, hvis masser varierer fra ⁷⁶Og al ¹⁰⁸og. Den eneste stabile isotopen er ⁸⁹Og mens de gjenværende isotoper er radioaktive, er flertallet beta -partikler (β^- og β⁺). Den mindre stabile radioaktiv isotopen er ¹⁰⁶Og med et halvt liv mindre enn 150 nanosekunder.

I mellomtiden er den mest stabile radioaktive isotopen ⁸⁸Og med en halvliv på 106.626 dager. De fleste av de radioaktive isotoper av ititrium har en halv levetid mindre enn 1 time.

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Yttrium. Hentet fra: i.Wikipedia.org
3. Redaktørene av Enyclopaedia Britannica. (2020). Yttrium. Gjenopprettet fra: Britannica.com
4. Dr. Doug Stewart. (2020). Yttrium element fakta. Gjenopprettet fra: Chemicool.com
5. Advameg. (2020). Yttrium kjemisk element. Gjenopprettet fra: ChemistryExplaed.com
6. Lentech b.V. (2020). Yttrium. Gjenopprettet fra: Lentech.com
7. Live Science Staff. (24. august 2018). Fakta om Yttrium. Gjenopprettet fra: Livescience.com
8. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (25. august 2020). Yttriumfakta - og element. Gjenopprettet: Fra: Thoughtco.com
9. Alamos National Laboratory. (2016). Yttrium. Hentet fra: periodisk.Lanl.Gov