Elementul chimic ytriu: proprietăți, descriere, utilizare

Elementul ytriu a fost descoperit la sfârșitul secolului al XVIII-lea. Cu toate acestea, abia în ultimele decenii, acest metal moale și argintiu și-a găsit o largă aplicare în diverse domenii: chimie, fizică, informatică, energie, medicină și altele. Formula electronică pentru ytriu (atom): Y - 1s ²2s ²2p ⁶3s ²3p ⁶4s ²3d ¹⁰4p ⁶4d ¹5s ².

Faptele

Numărul atomic (numărul de protoni din nucleu): 39.

Simbolul atomic (în tabelul periodic al elementelor): Y.

Greutate atomică: 88,906.

Proprietăți: Ittriul se topește la 2772 grade Fahrenheit (1522 grade Celsius); punctul de fierbere 6053 F (3345 °C). Metalul are o densitate de 4,47 grame pe centimetru cub. Este un solid la temperatura camerei. Este acoperit de o peliculă protectoare de oxid în aer. Oxidat de oxigen în apă clocotită, reacționează cu acizii minerali și acidul acetic. Poate interacționa cu elemente precum halogenii, hidrogenul, azotul, sulful și fosforul atunci când este încălzit.

Descriere

Elementul chimic ytriu este un metal de tranziție din tabelul periodic. În mod inerent puternice și totuși ductile, unele, cum ar fi cuprul și nichelul, sunt utilizate pe scară largă pentru sârmă. Firele și tijele de ytriu sunt, de asemenea, utilizate în electronică și pentru generarea de energie solară. Ittriul este, de asemenea, utilizat în lasere, ceramică, lentile de cameră și în zeci de alte articole.

Elementul chimic ytriu este, de asemenea, unul dintre elementele de pământuri rare. În ciuda acestui nume, ele sunt destul de abundente în întreaga lume. În total, sunt cunoscute 17 dintre ele.

Dar ytriul este rareori utilizat ca atare. În general, este utilizat pentru a forma compuși precum oxidul de ytriu, bariu și cupru. Acest lucru a deschis o nouă etapă de cercetare în domeniul supraconductivității la temperaturi înalte. Ittriul este, de asemenea, adăugat la aliajele metalice pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune și oxidare.

Povestea

În 1787, un locotenent al armatei suedeze și chimist cu jumătate de normă, Carl Axel Arrhenius, a descoperit o rocă neagră neobișnuită în timp ce explora o carieră în apropiere de Ytterby, un orășel nu departe de capitala suedeză, Stockholm. Crezând că a descoperit un nou mineral care conținea wolfram, Arrhenius a trimis o mostră lui Juhan Gadolin, mineralog și chimist din Finlanda, pentru analiză.

Gadolin a izolat elementul chimic ytriu într-un mineral care mai târziu a fost numit după el, gadolinitul. În consecință, numele noului metal provine de la Ytterby, locul descoperirii sale.

În 1843, un chimist suedez pe nume Carl Gustav Mosander a examinat mostre de ytriu și a descoperit că acestea conțineau trei oxizi. La vremea respectivă, acestea erau numite ytriu, erbiu și terbiu. Ele sunt cunoscute acum sub numele de oxid de ytriu alb, oxid de terbiu galben și, respectiv, oxid de erbiu roz. Un al patrulea oxid, oxidul de itterbiu, a fost identificat în 1878.

Surse

Deși elementul chimic ytriu a fost descoperit în Scandinavia, acesta este mult mai abundent în alte țări. China, Rusia, India, Malaezia și Australia sunt principalii săi producători. În aprilie 2018, oamenii de știință au descoperit un zăcământ uriaș de metale de pământuri rare, inclusiv ytriu, pe o mică insulă japoneză numită Minamitori.

Se găsește printre cele mai multe minerale de pământuri rare, dar nu a fost găsit niciodată ca element de sine stătător în scoarța terestră. Corpul uman conține, de asemenea, acest element în cantități mici, de obicei concentrat în ficat, rinichi și oase.

Utilizarea

Înainte de era televizoarelor cu ecran plat, acestea aveau tuburi mari cu fascicule de electroni care proiectau imagini pe ecran. Oxidul de ytriu, aliat cu elementul europiu, a dat culoarea roșie.

De asemenea, se adaugă la oxidul de zirconiu (dioxid de zirconiu) pentru a crea un aliaj care stabilizează structura cristalină a acestuia din urmă, care în mod normal se modifică în funcție de temperatură.

Granatele sintetice fabricate dintr-un compozit de ytriu-aluminiu au fost vândute în cantități mari în anii 1970, dar în cele din urmă au cedat locul zirconiului. În zilele noastre, ele sunt folosite ca cristale care amplifică lumina în laserele industriale. Acestea sunt, de asemenea, utilizate în filtrele cu microunde, în tehnologia radar și de comunicații.

Elementul chimic ytriu este utilizat pe scară largă pentru fabricarea fosforilor. A fost utilizat în telefoane mobile și ecrane mari, precum și în lămpi fluorescente (liniare și compacte).

Izotopul radioactiv ytriu-90 este utilizat în radioterapie pentru tratarea cancerului.

Cercetări actuale

Oamenii de știință spun că ytriul este mai ușor și mai ieftin de prelucrat decât multe alte elemente. De exemplu, cercetătorii îl folosesc în locul mult mai scumpului platină pentru dezvoltarea pilelor de combustie. Oamenii de știință de la Universitatea de Tehnologie Chalmers și de la Universitatea Tehnică din Danemarca îl folosesc împreună cu alte metale din pământuri rare sub formă de nanoparticule, ceea ce ar putea, într-o zi, să elimine nevoia de combustibili fosili și să îmbunătățească eficiența mașinilor alimentate de baterii.

Cercetările în domeniul supraconductivității pe bază de ytriu continuă la nivel mondial. Se fac progrese, în special în domeniul imagisticii prin rezonanță magnetică (IRM). Fizicianul Paul Chu și echipa sa de la Universitatea din Houston au descoperit că un compus de oxid de ytriu, bariu și cupru (cunoscut sub numele de ytriu-123) poate favoriza supraconductibilitatea la temperaturi de aproximativ minus 300 de grade Fahrenheit (minus 184,4 grade Celsius). Aceștia au creat un material care poate fi răcit cu azot lichid, ceea ce va reduce semnificativ costul viitoarelor aplicații de supraconductivitate. Cu toate acestea, potențialele sale utilizări nu sunt încă pe deplin cunoscute.