Főmenü megnyitása

Ittrium

kémiai elem, rendszáma 39, vegyjele Y

Az ittrium fémesszürke átmenetifém. Vegyjele: Y, rendszáma 39, nyelvújításkori neve pikeny.[3] Kémiai viselkedése hasonló a lantanoidákhoz, az ún. ritkaföldfémek közé sorolják. Az ittrium szinte majdnem mindig más ritkaföldfémekkel együtt található meg az ásványokban. Egyetlen stabilis izotópja a 89Y, amely egyúttal az egyetlen természetben előforduló ittriumizotóp.

39 stronciumittriumcirkónium
Sc

Y

Lu
   
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
39
Y
Általános
Név, vegyjel, rendszám ittrium, Y, 39
Elemi sorozat átmenetifémek
Csoport, periódus, mező 3, 5, d
Megjelenés ezüstfehér
Y,39.jpg
Atomtömeg 88,90584(2) g/mol[1]
Elektronszerkezet [Kr] 4d1 5s2
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 9, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) 4,472 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on 4,24 g/cm³
Olvadáspont 1799 K
(1526 °C, 2779 °F)
Forráspont 3609 K
(3336 °C, 6037 °F)
Olvadáshő 11,42 kJ/mol
Párolgáshő 365 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 26,53 J/(mol·K)
Gőznyomás
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T/K 1883 2075 (2320) (2627) (3036) (3607)
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet hexagonális
Oxidációs szám 3
(gyengén bázikus oxid)
Elektronegativitás 1,22 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 600 kJ/mol
2.: 1180 kJ/mol
3.: 1980 kJ/mol
Atomsugár 180 pm
Atomsugár (számított) 212 pm
Kovalens sugár 162 pm
Egyebek
Mágnesség paramágneses[2]
Elektromos ellenállás (sz.h.) (α, poly) 596 nΩ·m
Hőmérséklet-vezetési tényező (300 K) 17,2 W/(m·K)
Hőtágulási tényező (sz.h.) (α, poly)
10,6 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd) (20 °C) 3300 m/s
Young-modulus 63,5 GPa
Nyírási modulus 25,6 GPa
Kompressziós modulus 41,2 GPa
Poisson-tényező 0,243
Brinell-keménység 589 HB
CAS-szám 7440-65-5
Fontosabb izotópok
Fő cikk: Az ittrium izotópjai
Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t.
87Y mest. 3,35 d ε - 87Sr
γ 0,48, 0,38D -
88Y mest. 106,6 d ε - 88Sr
γ 1,83, 0,89 -
89Y 100% Y stabil 50 neutronnal
90Y mest. 2,67 d β- 2,28 90Zr
γ 2,18 -
91Y mest. 58,5 d β- 1,54 91Zr
γ 1,20 -
Hivatkozások

Az elemet 1787-ben fedezte fel Carl Axel Arrhenius Svédországban, Ytterby-ben, és a falu neve után ytterbitnek nevezte el. Az ittrium-oxidot (Y2O3) Johan Gadolin találta meg Arrhenius mintájában 1789-ben. Az új oxidnak Anders Gustaf Ekeberg az yttria nevet adta. Az elemi ittriumot Friedrich Wöhler német vegyész izolálta 1828-ban.

Az ittrium legfontosabb felhasználási területe a foszforeszkáló anyagok előállítása, mint amilyen a katódsugárcsöves (CRT=Cathode Ray Tube) televíziók kijelzője és a LED-ek. Egyéb felhasználási lehetőségek között meg kell említeni az elektródok, elektrolitok, elektronikus szűrők, lézerek és szupravezetők gyártását, számos orvostudományi alkalmazást. Különböző fémekben nyomnyi mennyisége javíthatja azok minőségét. Az ittriumnak a szervezetben nincs biológiai szerepe, az ittriumnak való kitettség emberekben tüdőbetegségeket okozhat.

Tartalomjegyzék

Fizikai és kémiai tulajdonságokSzerkesztés

Az ittrium lágy kristályos átmenetifém. Szürkésfehér, könnyű fém, kristályrácsa hatszöges szoros illeszkedésű. Száraz levegőn nem oxidálódik, bár a szkandiumnál pozitívabb. Levegőn hevítve meggyullad:

4 Y + 3 O2 → 2 Y2O3

Klóráramban már 200 °C-on:[4]

2 Y + 3 Cl2 → 2 YCl3

A tiszta tömbfém levegőn viszonylag stabil a felszínén kialakuló Y2O3 védőréteg miatt. Ez a réteg akár a 10 mikrométeres vastagságot is elérheti, ha a fémet vízgőzben 750 °C-ig hevítjük. Apróra vágva levegőn nagyon instabil, forgácsai 400 °C felett meggyulladnak. 1000 °C-ra hevítve nitrogénben YN-et (ittrium-nitrid) kapunk.

Kémiai tulajdonságai sokkal kevésbé hasonlítanak a periódusos rendszerben felette helyet foglaló szkandiumra, és ha fizikai tulajdonságai alapján becsülnénk meg rendszámát, az minden bizonnyal a 64,5 és 67,5 értékek között, azaz a gadolínium és erbium között kapna helyet.

Kémiai reaktivitása a terbiumra és diszpróziumra emlékeztet. Oldataiban nagy mérete miatt az ittriumion úgy viselkedik, mint a nehéz lantanoida elemek. Az eggyel alatta lévő sorban elhelyezkedő atomokkal való méreti hasonlóság a lantanoida kontrakciónak nevezett jelenségnek tulajdonítható. A lantanoidáktól eltérően az ittrium szinte majdnem kizárólag három vegyértékű, míg azok kb. fele lehet más vegyérték.

ElőállításaSzerkesztés

Leggyakrabban ittrium-klorid és nátrium-klorid keverékének olvadékából állítják elő elektrolízissel.[4]

Vegyületei és reakcióiSzerkesztés

Három vegyértékű fémként általában +3-as oxidációs állapotban fordul elő szervetlen vegyületeiben, mindhárom vegyértékelektronját felhasználva a vegyképzés során. Jó példa erre a már említett fehér, szilárd ittrium-(III)-oxid.

A fém fluoridja, hidroxidja, oxalátja vízoldhatatlan, míg bromidja, kloridja, jodidja, nitrátja és szulfátja oldhatóak. Az Y3+ kation oldatában színtelen, mivel d és f alhéja egyaránt üres.

Vízzel készségesen reagál, ekkor ittrium-(III)-oxid keletkezik. A tömény salétromsav és HF-oldat nem támadja meg azonnal a fémet, de más erős savak igen. Híg savak könnyen oldják, de alkáliák nem.[4]

Hozzávetőleg 200 °C felett halogénekkel trihalogenideket alkot az YX3 általános összegképletnek megfelelően. Hasonlóképpen a szén, foszfor, szelén, szilícium és a kén is – magasabb hőmérsékletenbiner vegyületeket képez a fémmel való reakció eredményeképpen.

Az ittriumorganikus kémia foglalkozik a szén–ittrium kötést tartalmazó vegyületek kémiájával. Ismert néhány vegyület, amelyben az ittrium oxidációs állapota 0. (a +2-es oxidációs állapotot klorid olvadékoknál, míg a +1-est gázfázisú oxidklasztereknél figyelték meg). Néhány trimerizációs reakcióban a szerves ittrium vegyületek katalizátorként viselkednek. Ezek a vegyületek kiindulási anyagként YCl3-ot használnak, amelyet Y2O3-ból nyernek tömény sósavval és ammónium-kloriddal.

Az ittriumkomplexek esetében figyeltek meg először η7-es haptocitást.

KimutatásaSzerkesztés

Igen hasonló a szkandiumhoz, de sóinak oldatából tioszulfáttal nem válik le.[4]

JegyzetekSzerkesztés

  1. Current Table of Standard Atomic Weights in Order of Atomic Number. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights – Commission II.I of the International Union of Pure and Applied Chemistry, 2013. (Hozzáférés: 2013. október 13.)
  2. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds Archiválva 2012. január 12-i dátummal a Wayback Machine-ben, Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  3. Szõkefalvi-Nagy Zoltán; Szabadváry Ferenc: A magyar kémiai szaknyelv kialakulása. A kémia története Magyarországon. Akadémiai Kiadó, 1972. (Hozzáférés: 2010. december 3.)
  4. a b c d Náray-Szabó István: Kémia.  

FordításSzerkesztés

Ez a szócikk részben vagy egészben a Yttrium című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

ForrásokSzerkesztés

  • Daane, A. H..szerk.: Hampel, Clifford A.: Yttrium, The Encyclopedia of the Chemical Elements. New York: Reinhold Book Corporation, 810–821. o.. LCCN 68-29938 (1968) 
  • Greenwood, N. N., Earnshaw, A.. Chemistry of the Elements, 2nd, Oxford: Butterworth-Heinemann (1997). ISBN 0-7506-3365-4 

További információkSzerkesztés