ایتریوم
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.
هشدارها
اگرچه ترکیباتی که حاوی این عنصر هستند، بسیار سمی می‌باشند، ولی به‌ندرت در دسترس آدمی قرار می‌گیرد. نمک ایتریوم ممکن است سرطان‌زا باشد. این عنصر به‌طور معمول در بافت انسانی وجود ندارد و نقش حیاتی در زندگی آدمی بازی نمی‌کند.
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