Ittrium

Gőznyomás
39	stroncium ← ittrium → cirkónium
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	11,42 kJ/mol
Párolgáshő	365 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) 26,53 J/(mol·K)
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
Hőmérséklet-vezetési 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
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]

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

Előállítása[szerkesztés]

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

Vegyületei és reakciói[szerkesztés]

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 haptocitást.

Kimutatása[szerkesztés]

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

Jegyzetek[szerkesztés]

↑ Standard Atomic Weights – Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights. (Hozzáférés: 2020. november 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.
↑ Szőkefalvi-Nagy Zoltán; Szabadváry Ferenc: A magyar kémiai szaknyelv kialakulása. A kémia története Magyarországon. Akadémiai Kiadó, 1972. (Hozzáférés: 2010. december 3.)
↑ ^a ^b ^c ^d Náray-Szabó István: Kémia.

Fordítás[szerkesztés]

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[szerkesztés]

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[szerkesztés]

a magyar Wikipédia ittriumot tartalmazó vegyületeinek listája külső keresővel

Ez a kémiai tárgyú lap egyelőre csonk (erősen hiányos). Segíts te is, hogy igazi szócikk lehessen belőle!

Kémiaportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap

[1] Standard Atomic Weights – Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights. (Hozzáférés: 2020. november 2.)

[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.

[kfki-3] Szőkefalvi-Nagy Zoltán; Szabadváry Ferenc: A magyar kémiai szaknyelv kialakulása. A kémia története Magyarországon. Akadémiai Kiadó, 1972. (Hozzáférés: 2010. december 3.)

[Naray-4] Náray-Szabó István: Kémia.

[1]

[2]

[3]

[4]