Ittrium

39 stroncium ← ittrium → cirkónium Sc ↑ Y ↓ Lu 39 Y Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	ittrium, Y, 39
Latin megnevezés	yttrium
Elemi sorozat	átmenetifémek
Csoport, periódus, mező	3, 5, d
Megjelenés	ezüstfehér
Atomtömeg	88,90584(1) g/mol
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
Elektromos ellenállás	(sz.h.) (α-forma) 596 nΩ·m
Hővezetési tényező	(300 K) 17,2 W/(m·K)
Hőtágulási tényező	(sz.h.) (α-forma) 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 természetes előfordulás felezési idő bomlás mód energia (MeV) termék 87Y mest. 3,35 nap ε - 87Sr γ 0,48, 0,38D - 88Y mest. 106,6 nap ε - 88Sr γ 1,83, 0,89 - 89Y 100% Y stabil 50 neutronnal 90Y mest. 2,67 nap β- 2,28 90Zr γ 2,18 - 91Y mest. 58,5 nap β- 1,54 91Zr γ 1,20 -
Hivatkozások

Az ittrium fémesszürke átmenetifém. Vegyjele: Y, rendszáma 39, nyelvújításkori neve pikeny. 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

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:

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 lantanoidakontrakciónak nevezett jelenségnek tulajdonítható. A lantanoidáktól eltérően az ittrium szinte majdnem kizárólag három vegyértékű, míg azok kb. fele lehet más vegyérték.

Előállítása

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

Vegyületei és reakciói

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.

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 haptocitást.

Kimutatása

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

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a Yttrium című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források

• 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 információk

• a magyar Wikipédia ittriumot tartalmazó vegyületeinek listája külső keresővel