Ittrium

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
39 stronciumittriumcirkónium
Sc

Y

Lu
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\Delta_{fus}{H}^\ominus 11,42 kJ/mol
Párolgáshő \Delta_{vap}{H}^\ominus 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 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.

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.

Fizikai és kémiai tulajdonságok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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.

Előállítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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

Vegyületei és reakciói[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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 hőmérsékleten – biner 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 hapticitást.

Kimutatása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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

Hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  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, 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.  

Fordítás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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

Bibliográfia[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • 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