Ititrio -structuur, eigenschappen, gebruik, verkrijgen

Hij yttrium Het is een overgangsmetaal dat behoort tot groep 3 van de periodieke tabel, en wiens chemisch symbool is en. Hoewel het geen deel uitmaakt van de lantanide -serie, wordt het vaak beschouwd als een van de elementen van de zeldzame aardes, zoals het wordt gevonden in dezelfde mineralen als de lanthaniden, en heeft ook vergelijkbare chemische eigenschappen.

Het ititrium en de lanthaniden zijn aanwezig in dezelfde mineralen, inclusief de Bastnäsita en de monacita. Het is een relatief stabiel metaal in de lucht, vanwege een laag van zijn oxide die het beschermt, maar het oxideert snel in de hete lucht.

Metalen en ultrapuro dendritische kristallen. Bron: Jurii, CC door 3.0, via Wikimedia Commons

Vorm verbindingen voornamelijk met de oxidatietoestand +3 (en³⁺), zoals Ititrio -oxide, en₂OF₃, en oplosbare of onoplosbare verbindingen in water.

De itrio werd in 1794 ontdekt door Johan Gadolin, een Finse wetenschapper die een donker mineraal analyseerde, geleverd door Carl Arrhenius zelf. Gadolin vond in het mineraal een onbekend element, zijn bevindingen werden bevestigd door de Zweedse chemicus Anders Ekeberg, die 'Itria' het oxide van het nieuwe metaal benoemde, terwijl het metaal 'Ittrio' noemde.

Op zichzelf, in zijn metalen vorm, heeft het niet teveel toepassingen, maar dient het als een additief voor talloze legeringen. Aan de andere kant heeft het oxide veel toepassingen in termen van materialen, zoals glas en keramiek, naast het samenstellen van een blauwachtig pigment dat in de moderne tijd is ontdekt.

[TOC]

Structuur

Ititriumatomen worden verbonden door de metalen link om een ​​compacte zeshoekige structuur (HCP) te vormen. Deze structuur komt overeen met een van de twee allotrope vormen: de α -fase, die stabiel is bij kamertemperatuur. Wanneer ititriumkristallen echter worden verwarmd tot 1478 ºC, nemen ze een kubieke structuur aan, fase β β genoemd.

Elektronische configuratie

Elektronische configuratie van het ititrium

De ititrium presenteert de volgende elektronische configuratie:

[KR] 4D¹  5s²

Daarom heeft hij drie elektronen van Valencia om zijn metalen binding te vestigen. U kunt deze drie elektronen ook verliezen om te transformeren in het kation en³⁺, die isolectronisch is met nobel crypton gas.

Ititrium -eigenschappen

Irrio geïsoleerd

Fysiek uiterlijk

Silide wit massief metaal, glanzend en zeer kristallijn, toilet, dat kan worden bereikt als donkergrijze poeder.

Atoomnummer

39

Molaire massa

89.905 g/mol

Smeltpunt

1526 ºC

Kookpunt

2930 ºC

Kan u van dienst zijn: calciumsilicaat: eigenschappen, structuur, verkrijgen, gebruik

Dikte

4.472 g/cm³

Fusiewarmte

elf.42 kJ/mol

Verdampingswarmte

363 kJ/mol

Molaire caloriecapaciteit

26.53 J/(mol · k)

Oxidatietoestanden

De irito kan deelnemen aan zijn verbindingen met een van de volgende oxidatietoestand: 0, +1, +2 en +3, de +3 is de meest voorkomende omdat het een element van groep 3 is.

Elektronegativiteit

1.22 Op de Pauling -schaal

Ionisatie -energieën

Eerst: 600 kJ/mol

Ten tweede: 1180 kJ/mol

Derde: 1980 kJ/mol

Magnetische volgorde

Het is een paramagnetisch metaal, maar het wordt een supergeleider bij een temperatuur van -271,9 ºC en onder druk groter dan 110 kilobares.

Reactiviteit en verbindingen

Het zuivere element is vrij stabiel, omdat ititriumoxide, en₂OF₃, Vorm op het metalen oppervlak een beschermende laag. Het kan echter snel oxideren in de lucht bij temperaturen hoger dan 450 ºC. Als het is verpulverd, brandt nog steeds bij lagere temperaturen.

De ititrium vormt anorganische verbindingen met de oxidatietoestand +3; Bijvoorbeeld: en₂OF₃, En (oh)₃, EN₂(C₂OF₄))₃, YPO₄, YF₃, enz.

Reageert snel met sterke zuren, met uitzondering van salpeter- en fluorhorinezuren. Het reageert ook met halogenen bij temperaturen boven 200 ºC, om haluros te vormen.

Aan de andere kant, bij hoge temperaturen binaire verbindingen met fosfor, selenium, koolstof, fosfor, silicium en zwavel. Het ititrium kan deel uitmaken van organische chemische verbindingen.

Het ititrium -ion, en³⁺, Het is kleurloos in oplossing, evenals het oxide, trichloride, sulfaat en carbonaat.

Toepassingen

Kleurentelevisie

Ititriumoxide of ititriumsulfide, en₂S₃, Dopados met het europium -element zijn ze betrokken bij de productie van rode kleur op kleurentelevisies die kathodebuizen gebruiken.

Granaat

Ittrium en ijzeren granaat. Bron: Krizu in Duitse Wikipedia, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Ittrium en aluminium (YAG) granaat, cerio, wordt gebruikt in witte en witte LED's. Het wordt ook gebruikt, gezien zijn hardheid, als imitatie van de diamant. Bovendien wordt Yag's laser vanwege de energie gebruikt om metalen te doorboren en te snijden.

Ondertussen wordt Irrito en Hiërro -granaat (YIG) gebruikt als een magnetronfilter en bij de transmissie van akoestische energie.

Legeringen

Het ititrium wordt gebruikt om de weerstand van aluminium en magnesiumlegeringen te vergroten. Ititriumoxide wordt ondertussen gecombineerd met zirkoniumoxide om een ​​legering te vormen die tussenkomt in de vorming van een zeer resistent keramiek; Keramiek gebruikt in elektronica, evenals bij de vorming van een thermische barrière voor reactiemotoren.

Kan u van dienst zijn: Ferulazuur: verkrijgen, functies, toepassingen

Een legering van het ititrium met chroom en aluminium wordt gebruikt bij de productie van een zeer warmte -resistente elektrische geleider.

Artsen

De radioactieve isotoop van de itit, ⁹⁰En het is gebruikt bij de behandeling van vele soorten kanker. Hij ⁹⁰En het is een radioactieve emitter van β -deeltjes met een halfwaardetijd van 2.67 dagen (64.1 uur).

Het wordt gebruikt bij de behandeling van verschillende soorten kanker, zoals lymfoom en leukemie, die leukocyten beïnvloeden. Ook voor lever, eierstok, colon-kolon, alvleesklier en botkanker.

Hij ⁹⁰En het wordt toegediend, met behulp van verschillende modaliteiten, via de bloedvaten die het bloed naar de weefsels leiden waar de kankerachtige tumor aanwezig is.

U kunt lid worden van monoklonale antilichamen die specifiek tegen tumorcellen zijn gericht. Door de antilichamen aan tumorcellen aan te sluiten, maakt het de fixatie van de ⁹⁰En voor hen, waardoor hun vernietiging mogelijk is. Micro -bollen worden ook gebruikt om de isotoop naar het kankerachtige weefsel te transporteren.

Deze techniek wordt radio -embolisatie genoemd en de inhoud van de inhoud van de ⁹⁰En ze worden geïnjecteerd in de bloedvaten die leiden tot het kankerachtige weefsel van de lever. tevens de ⁹⁰En voor kleine naalden die worden gebruikt bij de behandeling van ontstoken gewrichten, vooral knieën.

Keramisch en glas

Het ititrium wordt gebruikt bij de productie van silicium nitruro, verbinding gebruikt bij de uitwerking van een keramiek van een 8 -hardness van 8.5 (MOHS -schaal), gebruikt in ovenstukken. Ititriumoxide wordt gebruikt bij de productie van glas en keramiek met lage thermische expansie.

Pigment

Blauw, recent en niet -toxisch pigment dat ititriumatomen in zijn samenstelling bevat. Bron: Meer Subramanian, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Een van de relatief meest recente toepassingen (2009) van de irito is als een component bij de voorbereiding van een pigment: Yinmn Blue (afbeelding hierboven), ontdekt door onderzoekers van de Universiteit van Oregon. Zijn formule is yin_1-XMn_XOF₃, en daarom bestaat de kristallijne structuur uit de oxiden van Ititrium, Indiaas en mangaan.

Yinmn Blue is het laatste pigment dat is ontdekt na kobaltblauw, steenkool₂OF₄, Tweehonderd jaar geleden, in 1802. Het wordt gekenmerkt, zoals te zien is door zijn levendige en wijzigbare kleuren. Bovendien is het een stabiel en niet -toxisch pigment.

Kan u dienen: Neopentil: structuur, kenmerken, nomenclatuur, training

Anderen

Er zijn ititriumverbindingen die worden gebruikt als katalysatoren voor ethyleenpolymerisatie. Het metalen Ititrium wordt gebruikt voor de uitwerking van elektroden in hoogwaardige bougies. Vanadio en andere niet -ferrometalen worden ook gebruikt om te deoxide.

Het ititrium maakt deel uit van een koperoxide -supergeleider, barium en ititrio, bekend als "YBCO". In deze supergeleider wordt vloeistofstikstof gebruikt om de temperatuur te verlagen in plaats van het helium, waardoor de kosten dus kunnen dalen.

Het ititrium is opgenomen in de kathoden van sommige ijzer- en lithiumfosfaatbatterijen (LFP).

Het verkrijgen van

Het ititrium heeft een overvloed van 33 ppm in de aardkorst. Het maakt deel uit van sommige mineralen samen met elementen van zeldzame aardes. Het wordt commercieel geëxploiteerd uit het monaciet, dat 3% van het metaal en de Bastnäsita bevat, met een 0.2 % van hetzelfde.

Het wordt echter ook gevonden in mineralen zoals Gadolinita, Euxenita en de Xenotima van Maleisië, die tot 60% otrium bevatten in de vorm van fosfaat.

Ititriumoxide kan worden verkregen uit een mengsel met oxiden van zeldzame aardelementen, het materiaal oplost dat ze in zwavelzuur bevat en vervolgens fractioneren door ionenuitwisselingschromatografie.

Het ititrium kan worden gezuiverd door een methode die oxaalzuur gebruikt en die uiteindelijk fluoride produceert, eerdere interventie van waterstoffluoride. Ititriumfluoride wordt verminderd in metalen Ititrium door het gebruik van calcium als een reductiemiddel bij hoge temperaturen te verminderen.

Isotopen

Het ititrium heeft in totaal 33 isotopen, waarvan de massa variëren van de ⁷⁶En Al ¹⁰⁸En. De enige stabiele isotoop is de ⁸⁹En hoewel de resterende isotopen radioactief zijn, zijn de meerderheid bèta -deeltjes (β^- en β⁺)). De minder stabiele radioactieve isotoop is de ¹⁰⁶En met een halfwaardetijd minder dan 150 nanoseconden.

Ondertussen is de meest stabiele radioactieve isotoop ⁸⁸En met een halfwaardetijd van 106.626 dagen. De meeste radioactieve isotopen van het ititrium hebben een half leven minder dan 1 uur.

Referenties

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (vierde druk). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Yttrium. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
3. De redacteuren van Enyclopaedia Britannica. (2020). Yttrium. Hersteld van: Britannica.com
4. Dr. Doug Stewart. (2020). Yttrium -elementen Feiten. Hersteld van: chemicool.com
5. Advameg. (2020). Yttrium chemisch element. Hersteld van: chemiexplaed.com
6. Lentech B.V. (2020). Yttrium. Hersteld van: Lentech.com
7. Live Science Staff. (24 augustus 2018). Feiten over yttrium. Hersteld van: livescience.com
8. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (25 augustus 2020). Yttrium -feiten - en element. Hersteld: van: Thoughtco.com
9. Het Alamos National Laboratory. (2016). Yttrium. Opgehaald uit: periodiek.Lanl.Gov