Ytriu

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Ytriu
stronțiuYtriuzirconiu
Sc
  Hexagonal.svg

39
Y
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Y
Lu
Tabelul completTabelul extins
Informații generale
Nume, Simbol, Număr Ytriu, Y, 39
Serie chimică metale de tranziție
Grupă, Perioadă, Bloc 3, 5, d
Densitate 4472 kg/m³
Culoare alb argintiu
Număr CAS 7440-65-5
Număr EINECS
Proprietăți atomice
Masă atomică 88,90584(2) u
Rază atomică 180 pm
Rază de covalență 190±7 pm
Rază van der Waals pm
Configurație electronică [Kr] 4d1 5s2
Electroni pe nivelul de energie 2, 8, 18, 9, 2
Număr de oxidare 3, 2, 1 (un oxid bazic ușor)
Oxid
Structură cristalină hexagonală
Proprietăți fizice
Fază ordinară solid
Punct de topire 1526 °C, 1799 K
Punct de fierbere ​2730 °C, 3203 K
Energie de fuziune 11,42 kJ/mol
Energie de evaporare 363 kJ/mol
Temperatură critică  K
Presiune critică  Pa
Volum molar m³/kmol
Presiune de vapori
Viteza sunetului m/s la 20 °C
Forță magnetică
Informații diverse
Electronegativitate (Pauling) 1,22
Căldură specifică J/(kg·K)
Conductivitate electrică S/m
Conductivitate termică 17,2 W/(m·K)
Primul potențial de ionizare kJ/mol
Al 2-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_2}}} kJ/mol
Al 3-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_3}}} kJ/mol
Al 4-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_4}}} kJ/mol
Al 5-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_5}}} kJ/mol
Al 6-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_6}}} kJ/mol
Al 7-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_7}}} kJ/mol
Al 8-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_8}}} kJ/mol
Al 9-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_9}}} kJ/mol
Al 10-lea potențial de ionizare kJ/mol
Cei mai stabili izotopi
Simbol AN T1/2 MD Ed PD
MeV
87Y ris 3,35 zile ε
γ
-
0,48; 0,38D
-
87Sr
88Y ris 106,6 zile ε
γ
-
0,83; 1,89
-
88Sr
89Y 100% stabil cu 50 neutroni
90Y ris 2,67 zile β−
γ
-
2,28; 2,18
90Zr
-
91Y ris 58,5 β−
γ
-
1,54; 1,20
91Zr
-
Precauții
NFPA 704
Unitățile SI și condiții de temperatură și presiune normale dacă nu s-a specificat altfel.

Ytriul este un element chimic cu simbolul Y și numărul atomic 39. Este un metal de tranziție de culoare metalic-argintie, similar chimic cu lantanidele, fiind des clasificat ca un pământ rar.[1] Ytriul este aproape mereu găsit în combinație cu lantanidele în mineralele pământurilor rare, nefiind niciodată găsit în natură ca element liber. Singurul său izotop stabil, 89Y, este de asemenea singurul său izotop natural.

În 1787, Carl Axel Arrhenius a găsit un nou mineral lângă Ytterby în Suedia, numindu-l yterbit, după numele satului. Johan Gadolin a descoperit oxidul ytriului în mostra lui Arrhenius în 1798[2], Anders Gustaf Ekeber numind noul oxid yttria. Ytriul ca element a fost izolat pentru prima dată în 1828 de către Friedrich Wöhler.[3]

Cea mai importantă utilizare a ytriului este fabricarea fosforului, cum ar fi cel roșu folosit în tuburile catodice pentru ecranele de televizor (CRT) și în LED-uri.[4] Ytriul este de asemenea folosit în producerea de electrozi, electroliți, filtre electronice, lasere, supraconductori, diverse aparate medicale și în urmărirea diverselor materiale pentru a le spori proprietățile. Ytriul nu are niciun rol biologic, expunerea la compușii acestuia putând însă cauza cancer pulmonar la oameni.[5]

Caracteristici[modificare | modificare sursă]

Proprietăți[modificare | modificare sursă]

Ytriul e un metal de tranziție moale, metalic-argintiu, lucios și cristalin din grupa a 3-a. Conform trăsăturilor elementelor din tabelul periodic, e mai puțin electronegativ decât predecesorul său în grupă, scandiul, și mai puțin electronegativ decât următorul membru al perioadei 5, zirconiul; în plus, are o electronegativitate comparabilă cu succesorul său în grupă, lutețiul, din cauza contracției lantanide.[6][7] Ytriul e primul element din blocul d în a 5-a perioadă.

Elementul pur e relativ stabil în aer în forma sa compactă, din cauza pasivizării rezultată din formarea unui strat de oxid protector (Y2O3) pe suprafața sa. Acest înveliș poate avea o grosime de 10 µm când ytriul e încălzit la 750 °C în vapori de apă.[8] Când e divizat fin, totuși, ytriul e foarte nestabil în aer; bucățele sau așchii de metal se pot aprinde în aer la temperaturi de peste 400 °C.[3] Nitrura de ytriu (YN) se formează când metalul e încălzit la 1000 °C în azot.[8]

Asemănarea cu lantanidele[modificare | modificare sursă]

Învelișul electronic al ytriului

Similaritățile ytriului cu lantanidele sunt așa de evidente încât elementul a fost grupat istoric cu ele ca un pământ rar,[1] fiind întotdeauna găsit în natură împreună cu ele în mineralele pământurilor rare.[9]

Chimic, ytriul închipuie aceste element mai mult decât vecinul său în tabelul periodic, scandiul,[10] iar dacă proprietățile sale fizice erau puse într-un grafic împreună cu numărul atomic, atunci ar avea numărul atomic de la 64,5 la 67,5, clasând-ul între lantanidele gadoliniu și erbiu.[11]

De obicei, cade în aceeași gamă pentru ordinea de reacție,[8] asemănându-se cu terbiul și disprosiul la reactivitatea chimică.[4] Ytriul e aproape ca mărime de așa-numitul grup al ytriului de ioni de lantanide grele care în soluție se comportă de parcă ar fi fost unul din ei.[8][12] Deși lantanidele sunt cu un rând mai jos decât ytriul în tabelul periodic, similaritatea în cadrul razei atomice poate fi atribuită contracției lantanide.[13]

Una din puținele diferențe chimice notabile ale ytriului și lantanidelor e că ytriul e aproape exclusiv trivalent, pe când circa jumătate din lantanide pot avea valențe diferite de 3.[8]

Compuși și reacții[modificare | modificare sursă]

Fiind un metal de tranziție trivalent, ytriul formează diverși compuși anorganici, în general cu numărul de oxidare +3, oferindu-și toți cei 3 electroni de valență.[14] Un bun exemplu e oxidul de ytriu (III) (Y2O3), cunoscut și ca ytria, un solid alb cu 6 coordonate.[15]

Fluorura, hidroxidul și oxalatul ytriului sunt insolubile în apă, pe când bromura, clorura, iodura, nitrura și sulfatul său sunt toate solubile în apă.[8] Ionul Y3+ e incolor în soluție din cauza absenței de electroni și nivelul energetic d și f.[8]

Apa reacționează ușor cu ytriul și compușii săi, formând Y2O3.[9] Acidul nitric sau fluorhidric concentrat nu atacă ytriul, dar alți acizi mai puternici o fac.[8]

Cu halogenii, ytriul formează trihalogenuri cum ar fi fluorura de ytriu (III) (YF3), clorura de ytriu (III) (YCl3) și bromura de ytriu (III) (YBr3) la temperaturi puțin mai ridicate de 200 °C.[5] Similar, carbonul, fosforul, seleniul, siliciul și sulful formează compuși binari cu ytriul la temperaturi mari.[8]

Chimia organoytrică reprezintă studiul compușilor ce conțin legături carbon-ytriu. Sunt cunoscuți puțini astfel de compuși în care ytriul să aibă numărul de oxidare 0.[16][17] (Numărul +2 a fost observat în fuziunile de clor,[18] iar +1 în grupurile de oxizi din starea gazoasă.[19]) Unele reacții de trimerizare au fost observate prin folosirea compușilor organoytrici ca și catalizatori.[17] Acești compuși folosesc YCl3 ca prim material, care în schimb e obținut din Y2O3, acid clorhidric concentrat și clorură de amoniu.[20][21]

Hapticitatea este cum un grup de atomi învecinați unui ligand sunt coordonați de un atom central; ea este indicată de litera greacă eta, η. Compușii de ytriu sunt primele exemple de compuși unde liganzii de carboranyl sunt legați de un centru metalic d0-metal printr-o hapticitate η7.[17] Vaporizarea compușilor intercalați de grafit grafit-Y sau grafit-Y2O3 duce la formarea de fulerene endohedrale cum ar fi Y@C82.[4] Studiile cu rezonanțe electronice de spin au indicat formarea de perechi de ioni de Y3+ și (C82)3−.[4] Carbizii Y3C, Y2C, și YC2 pot hidroliza pentru a forma hidrocarburi.[8]

Nucleosinteza și izotopi[modificare | modificare sursă]

Ytriul din sistemul solar a fost creat prin nucleosinteză stelară, majoritatea prin procesul-s (≈72%), dar și prin procesul-r (≈28%).[22] Procesul-r constă în captura de neutroni rapidă a elementelor mai ușoare în timpul exploziilor supernovelor. Procesul-s e o captură de neutroni înceată a elementelor mai ușoare în interiorul stelelor gigante roșii, pulsatoare.[23]

Grainy irregular shaped yellow spot with red rim on a black background
Mira e un exemplu de tip de stea gigantă roșie unde majoritatea ytriului din sistemul solar a fost creat

Izotopii ytriului sunt printre cei mai deși produși ai fisiunii nucleare a uraniului, ce are loc în explozii nucleare și reactoare nucleare. În termeni de administrare a reziduurilor nucleare, cei mai importanți izotopi ai ytriului sunt 91Y și 90Y, cu un timp de înjumătățire de 58,51 zile și 64 de ore, respectiv.[24] Deși 90Y are cel mai scurt timp de înjumătățire, el există în echilibru secular cu longevivul său izotopul părinte, stronțiu-90 (90Sr), care are un timp de înjumătățire de 29 ani.[3]

Toate elementele din grupa 3 au un număr atomic impar, de aceea au puțini izotopi stabili.[6] Scandiul are un izotop stabil, iar ytriul însuși are tot un izotop stabil, 89Y, care e și singurul său izotop cu ocurență naturală. Totuși, pământurile rare lantanide conțin elemente cu numere atomice pare și mulți izotopi stabili. Se spune că ytriul-89 e mai abundent decât se crede că ar fi, din cauza procesului-s, care oferă destul timp izotopilor creați prin alte procese să se dezintegreze prin emisie de electroni (neutron → proton).[23][Nota 1] Un proces lent ca acesta tinde să favorizeze izotopii cu numărul atomic de masă (A = protoni + neutroni) în jur de 90, 138 și 208, care au un nucleu atomic neobișnuit de stabil cu 50, 82 și 126 neutroni, respectiv.[23][Nota 2][3] 89Y are un număr de masă apropiat de 90, având 50 de neutroni în nucleu său.

Cel puțin 32 de izotopi sintetici ai ytriului au fost observați, numărul lor de masă variind între 76 și 108.[24] Cel mai puțin stabil dintre aceștia e 106Y, cu un timp de înjumătățire de >150 ns (76Y are un timp de înjumătățire de >200 s), cel mai stabil fiind 88Y, cu un timp de înjumătățire de 106,626 zile.[24] În afară de izotopii 91Y, 87Y, și 90Y, care au timpii de înjumătățire egali cu 58,51 zile, 79,8 ore și 64 ore, respectiv, restul izotopilor au timp de înjumătățiri de mai puțin de o zi, majoritatea chiar mai mici decât o oră.[24]

Izotopii ytriului cu numere de masă egale sau mai mici de 88 se dezintegrează în special prin emisia de pozitroni (proton → neutron) pentru a forma izotopi de stronțiu (Z = 38).[24] Izotopii ytriului cu numere de masă egale sau mai mari de 90 se dezintegrează cu predilecție prin emisia de electroni (neutron → proton) pentru a forma izotopi de zirconiu (Z = 40).[24] Izotopii cu numere de masă egale sau mai mari de 97 se dezintegrează și prin emisia de neutroni întârziată β.[25]

Ytriul are cel puțin 20 de izomeri metastabili sau excitați, numărul lor de masă variind de la 78 la 102.[24][Nota 3] Mai multe nivele de energie au fost observate la 80Y și 97Y.[24] Pe când majoritatea izomerilor ytriului sunt presupuși a fi mai puțin stabili decât nivelul lor de bază, 78mY, 84mY, 85mY, 96mY, 98m1Y, 100mY, și 102mY au timp de înjumătățire mai lungi decât nivelele lor de bază, deoarece acești izomeri se dezintegrează prin dezintegrare beta, și nu prin tranziție izomerică.[25]

Istorie[modificare | modificare sursă]

În 1787, locotenentul și chimistul Carl Axel Arrhenius a găsit o piatră neagră și grea într-o veche mină lângă satul suedez Ytterby (acum parte din Arhipelagul Stockholm).[2] Crezând că era un mineral necunoscut ce conținea abia descoperitul element tungsten,[26] l-a numit yterbit[Nota 4] și a trimis monstre la diverși chimiști pentru analize ulterioare.[2]

 Black and white bust painting of a young man with neckerchief in a coat. The hair is only faintly painted and looks grey.
Johan Gadolin a descoperit oxidul de ytriu

Johan Gadolin de la Universitatea Åbo a identificat un nou oxid sau „pământ” în monstra lui Arrhenius în 1789, publicându-și analiza completă în 1794.[27][Nota 5] Anders Gustaf Ekeberg confirmă aceasta în 1797 și numește noul oxid ytria.[28] În deceniile de după ce Antoine Lavoisier dezvoltă prima definiție modernă a elementelor chimice, se credea că pământurile pot fi reduse la elementele lor, ceea ce însemna că descoperirea unui pământ era egală cu descoperirea unui nou element, care în acest caz ar fi fost ytriul.[Nota 6]

În 1843, Carl Gustaf Mosander a observat că monstrele de ytria conțineau 3 oxizi: oxid de ytriu alb (ytria), oxid de terbiu galben (acesta a fost numit, greșit, „erbia” la acel moment) și oxid de erbiu roz (numit „terbia” atunci).[29] Un al patrulea oxid, oxidul de yterbiu, a fost izolat în 1878 de Jean Charles Galissard de Marignac.[30] Noi elemente vor fi izolate din fiecare din acești oxizi, fiecare fiind numit, cumva, după Ytterby, satul de lângă mina unde fusese au fost găsiți (vezi yterbiu, terbiu și erbiu).[31] În deceniile succedente, 7 noi metale au fost descoperite în „ytria lui Gadolin”.[2] Deoarece ytria era un mineral și nu un oxid, Martin Heinrich Klaproth l-a renumit gadolonit în onoarea lui Gadolin.[2]

Ytriul a fost izolat pentru prima dată în 1828 când Friedrich Wöhler a încălzit clorură de ytriu (III) anhidră cu potasiu:[32][33]

YCl3 + 3 K → 3 KCl + Y

Până la începutul anilor 1920, simbolul chimic Yt a fost folosit pentru element, până ce Ya intrat în uzul general.[34]

În 1987, s-a descoperit că oxidul de ytriu, bariu și cupru e un supraconductor la temperaturi înalte.[35] Era al doilea material cunoscut ce avea această proprietate,[35] fiind primul care să fie supraconductor peste la o temperatură mai mare decât cea de fierbere a azotului (important economic).[Nota 7]

Ocurență[modificare | modificare sursă]

 Three column shaped brown crystals on a white background
Cristalele de xenotim conțin ytriu

Abundență[modificare | modificare sursă]

Ytriul e găsit în majoritatea mineralelor pământurilor rare,[7] precum și în unele minereuri de uraniu, dar nu e găsit niciodată în natură ca element liber.[36] Aproximativ 31 ppm (părți pe milion) din scoarța terestră e ytriu,[4] făcându-l al 28-lea cel mai abundent element, de 400 de ori mai comun de cât argintul.[37] În sol, ytriul e găsit în cocentrații între 10 și 150 ppm (greutatea medie uscată e de 23 ppm), iar în apa de mare, de 9 ppt (părți pe trilion).[37] Monstre de roci lunare colectate în timpul Programului Apollo conțin, relativ, o cantitate mare de ytriu.[31]

Ytriul nu are niciun rol biologic, deși e găsit în majoritatea, dacă nu în toate organismele, de obicei concentrându-se în ficatul, rinichii, splina, plămânii și oasele oamenilor.[38] În mod normal, se găsesc 0,5 miligrame în întregul corp uman; laptele de mamă uman conține 4 ppm.[39] Ytriul poate fi găsit în plantele combestibile în concentrații de la 20 ppm la 100 ppm, varza având cea mai mare cantitate. [39] Semințele plantelor lemnoase au cea mai mare concentrație, cu până la 700 ppm.[39]

Producție[modificare | modificare sursă]

Asemănarea chimică cu lantanidele a ytriului face ca acesta să fie îmbogățit de aceleași procese și ajunge în minereuri ce conțin lantanide, formând minerale de pământuri rare. O diferență mică e recunoscută între pământurile rare ușoare (PRU) și grele (PRG), dar aceasta nu e niciodată completă. Ytriul e concentrat în grupul PRG din cauza dimensiunii sale ionice, deși are o masă atomică mai scăzută.[40][41]

Un cub de ytriu. Ytriul e dificil de separat de alte pământuri rare.

Există 4 surse principale pentru pământurile rare:[42]

  • Minereurile ce conțin carbonați și fluoruri cum ar fi bastnäsita ([(Ce, La, etc.)(CO3)F]) conțin în medie 0,1%[3][40] ytriu comparat cu 99,9%% pentru celelalte pământuri rare.[40] Primara sursă pentru bastnäsită din anii 1960 până în anii 1990 a fost mina de pământuri rare Mountain Pass din California, făcând Statele Unite cel mai mare producător de pământuri rare din acea perioadă.[40][42]
  • Monazita ([(Ce, La, etc.)PO4]), care e în cea mai mare parte un fosfat, e un depozit detritic superficial de nisip care e creat prin transportarea și separarea gravitațională a granitului erodat. Monazita ca un minereu PRU conține 2%[40] (sau 3%)[43] ytriu. Cele mai mari depozite au fost găsite în India și Brazilia la începutul secolului 20, făcând aceste 2 țări cei mai mari producători de ytriu în prima jumătate a acelui secol.[40][42]
  • Xenotimul, un fosfat de pământ rar, e principalul minereu de PRG, ce conține până la 60% ytriu sub formă de fosfat de ytriu (YPO4).[40] Cea mai mare mină ce conține acest mineral e depozitul Bayan Obo din China, făcând China cel mai mare exportator de PRG de la închiderea minei Mountain Pass din anii 1990.[40][42]
  • Lutul absorbant de ioni sau lutul Logan sunt produsele dezagregării granitului și conțin 1% pământuri rare.[40] Concentratul minereului final poate conține până la 8% ytriu. Lutul absorbant de ioni sunt cel mai minate în sudul Chinei.[40][42][44] De asemenea, ytriul e găsit și în samarskită și fergusonită.[37]

O metodă pentru obținerea ytriului pur din minereuri de oxizi amestecate e dizolvarea oxidului în acid sulfuric și fracționarea sa prin cromatografie prin schimb de ioni. Cu adăugarea acidului oxalic, oxalatul de ytriu precipitează. Oxalatul e apoi transformat în oxid prin încălzirea sa sub oxigen. Prin reacționarea oxidului de ytriu rezultat cu fluorură de hidrogen, fluorura de ytriu e obținută.[45] Folosind săruri de amoniu cuaternare ca extractanți, ytriul preferă să rămână în faza apoasă: când contra-ionul e nitrat, lantanidele ușoare sunt îndepărtate, dar când contra-ionul e tiocianat, lantanidele grele sunt îndepărtate. Sărurile de ytriu de puritate 99,999% sunt astfel obținute. De obicei, unde ytriul reprezintă 2 treimi dintr-un amestec de lantanide grele, există un avantaj pentru a-l scoate din amestec cât de repede se poate, pentru a ușura separarea elementelor ce rămân.

Producția anuală de oxid de ytriu a ajuns la 600 de tone până în 2001, cu rezerve estimate la 9 milioane de tone.[37] În 2013 erau 7100 de tone de Y2O3.[46] Doar puține tone de metal de ytriu sunt produse anual prin reducerea fluorurii de ytriu într-un burete metalic cu un alaj de calciu-magneziu. Temperatura unui cuptor cu arc de peste 1.600°C e suficientă pentru a topi ytriul.[37][45]

Aplicații[modificare | modificare sursă]

Consumatori[modificare | modificare sursă]

Forty columns of oval dots, 30 dots high. First red than green than blue. The columns of red starts with only four dots in red from the bottom becoming more with every column to the right
Ytriul e unul din elementele folosite pentru a face culoarea roșie în televizoarele CRT

Ytria (Y2O3) poate servi ca rețea gazdă pentru doparea cu cationi de Eu3+ pentru a obține ortovandat de ytriu dopat YVO4:Eu3+ sau fosfori de oxid de sulfură de ytriu Y2O2S:Eu3+ care dau culoarea roșie în tuburile colorate ale televizoarelor color,[3][4][Nota 8] deși culoarea roșie în sine e de fapt emisă de europiu în timp ce ytriul colectează energie din tunul electronic și o dă fosforului.[47] Compușii ytriului pot servi ca rețele gazdă pentru doparea cu diverși cationi lantanizi. În afară de Eu3+ și Tb3+ e folosit ca agent de dopaj, ducând la luminescența verde. Ytria e de asemenea folosită ca un aditiv de sinterizare în producția nitrurii poroase de siliciu[48] și ca un material începător comun pentru știința materialelor și pentru producerea altor compuși ai ytriului.

Compușii ytriului sunt folosiți ca și catalizatori pentru polimerizarea etenei.[3] Fiind un metal, e folosit la electrozii unor bujii de înaltă performanță.[49] Ytriul e de asemenea folosit în fabricarea manșoanelor incandescente pentru felinarele cu propan ca înlocuitori pentru toriu, care e radioactiv.[50]

Utilizările în dezvoltare includ oxidul de zirconiu stabilizat cu ytriu, în particular ca electrolit solid și ca un senzor cu oxigen în sistemele de eșapament ale automobilelor.[4]

Granați[modificare | modificare sursă]

Laser Nd:YAG de 0,5 cm în diametru

Ytriul e folosit în producția unei mari varietăți de granați sintetici,[51] iar ytria e folosită pentru a fabrica granați de ytriu-fier (Y3Fe5O12 sau YIG), care sunt foarte eficienți în filtrele cu microunde.[3] Granații de ytriul, fier, aluminiu și gadoliniu (ex. Y3(Fe,Al)5O12 și Y3(Fe,Ga)5O12) au proprietăți magnetice importante.[3] YIG e de asemenea foarte eficient ca transmițător de energie acustică și traductor.[52] Granatul de ytriu-aluminiu (Y3Al5O12 sau YAG) are o duritate de 8,5 și e folosit ca piatră prețioasă în bijuterii (diamant fals).[3] Cristalele de granat de ytriu dopat cu ceriu și aluminiu sunt folosite ca substanțe luminescente pentru a fabrica LED-urile.[53][54][55]

YAG-ul, yttria, fluorura de litiu-ytriu (LiYF4) și ortovanadatul de ytriu (YVO4) sunt folosite în combinație cu agenții de dopaj, cum ar fi neodimul, erbiul și yterbiul în laserele semi-infraroșii.[56][57] Laserele YAG au abilitatea de a opera la putere mare, fiind folosite la forarea și tăierea metalului.[43] Cristalele de YAG dopat sunt produse prin procesul Czochralski.[58]

Potențiator pentru materiale[modificare | modificare sursă]

Mici cantități de ytriu (de la 0,1% la 0,2%) au fost folosite pentru a reduce granulația cromului, molibdenului, titanului și zirconiului.[59] E de asemenea folosit pentru a crește duritatea aliajelor de aluminiu-magneziu.[3] Adăugarea de ytriu aliajelor îmbunătățește în general lucrabilitatea, mărește rezistența la recristalizarea la temperaturi mari și crește considerabil rezistența oxidării la temperaturi ridicate.[47]

Ytriul poate fi folosit pentru a dezoxida vanadiul și alte metale neferoase.[3] Ytria e folosită la stabilizarea formei cubice a zirconiei pentru a fi folosită în fabricarea bijuteriilor.[60]

A fost studiată o posibilă utilizare a ytriului ca nodulizator pentru fabricarea fierului ductil, care are ductilitatea crescută (grafitul formează noduli compacți în loc de fulgi pentru a forma fierul ductil).[3] Oxidul de ytriu e de asemenea folosit în ceramică și sticlă, deoarece are un punct de topire ridicat, și dă acestor materiale o rezistență la șoc crescută și expansiune termală scăzută.[3] De aceea, e folosit în obiectivele camerelor de fotografiat.[37]

Medicină[modificare | modificare sursă]

Izotopul radioactiv ytriu-90 e folosit în medicamente ca octreotidul de ytriu Y 90-DOTA-tv3 și tiuxetanul ibritumobab de ytriu Y 90 pentru tratamentul diverselor cancere, incluzând limfomul, leucemia și cancerul ovarian, colorectal, pancreatic și osos.[39] Acesta funcționează prin aderarea la anticorpii monoclonali, care în schimb se leagă de celulele canceroase și le elimină printr-o radiație β intensă de la ytriul-90.[61]

Acele făcute din ytriu-90, care pot tăia mai precis decât bisturiele, au fost folosite pentru secționarea nervilor senzoriali de durere din coloana vertebrală,[26] iar ytriul-90 a mai fost folosit pentru a conduce sinovectomia radionuclidă pentru tratarea articulațiilor inflamate, în special a genunchilor, la bolnavii de afecțiuni cum ar fi artrita reumatoidă.[62]

Un laser de granat de aluminiu și ytriu dopat cu neodim a fost folosit într-o prostatectomie radicală asistată de un robot pe un canid într-o încercare de a reduce avariile colaterale ale nervilor și țesuturilor,[63] pe când cele dopate cu erbiu încep să fie folosite în refacerea cosmetică a pielii.[4]

Supraconductori[modificare | modificare sursă]

Dark grey pills on a watchglass. One cubic piece of the same material on top of the pills.
YBCO este un supraconductor

Ytriul a fost folosit în supraconductorul de oxid de ytriu-bariu-cupru (YBa2Cu3O7, numit și „YBCO” sau „1-2-3”) dezvoltat la Universitatea Alabama și Universitatea Houston în 1987. [35] Acest supraconductor funcționa la 93 K, de recunoscut deoarece aceasta e peste punctul de fierbere a azotului lichid (77,1 K).[35] Precum prețul azotului lichid e mai mic decât cel al heliului lichid, care trebuie folosit la supraconductorii metalici, costurile de operare ar scădea.

Materialul supraconductor adevărat e de obicei scris ca YBa2Cu3O7–d, unde d trebuie să fie mai mic de 0,7 pentru ca materialul să fie supraconductor. Motivul nu e încă clar, dar se știe că golurile apar doar în anumite locuri în cristal, avioanele și lanțurile de oxid de cupru, dând naștere unui număr de oxidare ciudat al atomilot de cupru, care cumva duce la supraconductibilitate.

Teoriei supraconductivității la temperaturi mici a fost bine înțeleasă încă de când teoria BCS a fost dezvoltată în 1957. E bazată pe o caracteristică stranie a interacțiunii între 2 electroni într-o rețea cristalină. Totuși, teoria BCS nu explică superonductivitatea la temperaturi mici, iar mecanismul ei precis e încă un mister. Ceea ce e cunoscut e faptul că, compozița materialelor din oxid de cupru trebuie strict controlată pentru ca supraconductibilitatea să apară.[64]

Materialul creat era un mineral negru și verde, multi-cristal și polifazat. Oamenii de știință studiază o clasă de materiale cunoscută sub numele de perovskite care sunt amestecuri alternative ale acestor elemente, sperând ca în final să dezvolte un supraconductor ce funcționează la temperaturi ridicate.[43]

Precauții[modificare | modificare sursă]

Ytriul nu are nicio funcție biologică, dar poate fi foarte toxic pentru oameni și alte animale.[5]

Compușii hidrosolubili ai ytriului sunt ușor toxici, iar cei nonhidrosolubili nu sunt deloc.[39] În experimente pe animale, ytriul și compușii săi au provocat probleme la plămâni și ficat, deși toxicitatea variază în funcție de diferiții compuși. La șobolani, inhalarea citratului de ytriu a provocat edem pulmonar și dispnee, în timp ce inhalarea cloratului de ytriu a provocat edem la ficat, efuziune pleurală și hiperemie pulmonară.[5]

La oameni, expunerea la compuși de ytriu provoacă boli ale plămânilor.[5] Lucrătorii expuși la praf de vanadat de ytriu și europiu în aer au avut ochii uscați și iritații ale tractului respirator superior și ale pielii — deși acestea ar fi putut fi provocată de vanadiu și nu de ytriu.[5] Expunerea îndelungată la compuși de ytriu poate provoca sufocare, tuse, durere în piept și cianoză.[5] Institutul Național pentru Siguranța și Sănătatea în Muncă din SUA indică o limită de expunere de 1 mg/m³ și spune că, la 500 mg/m³, poate apărea decesul.[65] Praful de ytriu este inflamabil.[5]

Note[modificare | modificare sursă]

  1. ^ Pe scurt, un neutron devine un proton în timp ce un electron și un anineutrino sunt emiși.
  2. ^ Se crede că această stabilitate rezultă de la captura lor de neutroni pe secțiune foarte scăzută.(Greenwood 1997, pp. 12–13) Emisia de electroni a izotopilor cu acele numere de masă e pur și simplu mai puțin preponderentă din cauza acestei stabilități, rezultatul fiind abundența lor mai ridicată.
  3. ^ Izomerii metastabili au nivele de energie mai mari decât normal față de nucleele ne-excitate corespondente, aceste nivele durând până când o rază gamma sau un electron de conversie e emis din izomer. Sunt notați cu un „m” pus lângă numărul de masă al izotopului.
  4. ^ Ytterbit-ul era numit după satul aproape de locul unde fusese descoperit, adăugând -it pentru a indica că era un mineral.
  5. ^ Stwertka 1998, p. 115 spune că identificarea a avut loc în 1789, dar nu spune nimic despre când a fost anunțată. Van der Krogt 2005 citează publicația originală în 1794, de Gadolin.
  6. ^ Pământurilor le era dat sufixul -a pe când elementele primeau, de obicei, sufixul -iu
  7. ^ Tc pentru YBCO e 93 K iar temperatura de fierbere a azotului e de 77 K.
  8. ^ Emsley 2001, p. 497 spune că „Oxisulfura de ytriu, dopată cu europiu (III), e folosită la componenta roșie standard a televizoarelor color”.

Referințe[modificare | modificare sursă]

  1. ^ a b IUPAC contributors (2005). Edited by N G Connelly and T Damhus (with R M Hartshorn and A T Hutton). ed (PDF). Nomenclature of Inorganic Chemistry: IUPAC Recommendations 2005. RSC Publishing. p. 51. ISBN 0-85404-438-8. http://www.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf. Accesat la 17 decembrie 2007 
  2. ^ a b c d e Van der Krogt 2005
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n CRC contributors (2007–2008). „Yttrium”. in Lide, David R.. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 4. New York: CRC Press. p. 41. ISBN 978-0-8493-0488-0 
  4. ^ a b c d e f g h Cotton, Simon A. (15 martie 2006). „Scandium, Yttrium & the Lanthanides: Inorganic & Coordination Chemistry”. Encyclopedia of Inorganic Chemistry. doi:10.1002/0470862106.ia211. ISBN 0-470-86078-2. 
  5. ^ a b c d e f g h OSHA contributors (11 ianuarie 2007). „Occupational Safety and Health Guideline for Yttrium and Compounds”. United States Occupational Safety and Health Administration. http://www.osha.gov/SLTC/healthguidelines/yttriumandcompounds/recognition.html. Accesat la 3 august 2008.  (public domain text)
  6. ^ a b Greenwood 1997, p. 946
  7. ^ a b Hammond, C. R.. „Yttrium” (pdf). The Elements. Fermi National Accelerator Laboratory. pp. 4–33. ISBN 0-04-910081-5. http://www-d0.fnal.gov/hardware/cal/lvps_info/engineering/elements.pdf. Accesat la 26 august 2008 
  8. ^ a b c d e f g h i j Daane 1968, p. 817
  9. ^ a b Emsley 2001, p. 498
  10. ^ Daane 1968, p. 810
  11. ^ Daane 1968, p. 815
  12. ^ Greenwood 1997, p. 945
  13. ^ Greenwood 1997, p. 1234
  14. ^ Greenwood 1997, p. 948
  15. ^ Greenwood 1997, p. 947
  16. ^ Cloke, F. Geoffrey N. (1993). „Zero Oxidation State Compounds of Scandium, Yttrium, and the Lanthanides”. Chem. Soc. Rev. 22: 17–24. doi:10.1039/CS9932200017. 
  17. ^ a b c Schumann, Herbert; Fedushkin, Igor L. (2006). „Scandium, Yttrium & The Lanthanides: Organometallic Chemistry”. Encyclopedia of Inorganic Chemistry. doi:10.1002/0470862106.ia212. ISBN 0-470-86078-2. 
  18. ^ Nikolai B., Mikheev; Auerman, L N; Rumer, Igor A; Kamenskaya, Alla N; Kazakevich, M Z (1992). „The anomalous stabilisation of the oxidation state 2+ of lanthanides and actinides”. Russian Chemical Reviews 61 (10): 990–998. doi:10.1070/RC1992v061n10ABEH001011. Bibcode1992RuCRv..61..990M. 
  19. ^ Kang, Weekyung; E. R. Bernstein (2005). „Formation of Yttrium Oxide Clusters Using Pulsed Laser Vaporization”. Bull. Korean Chem. Soc. 26 (2): 345–348. doi:10.5012/bkcs.2005.26.2.345. http://newjournal.kcsnet.or.kr/main/j_search/j_download.htm?code=B050237. 
  20. ^ Turner, Jr., Francis M.; Berolzheimer, Daniel D.; Cutter, William P.; Helfrich, John (1920). The Condensed Chemical Dictionary. New York: Chemical Catalog Company. pp. 492. http://books.google.com/?id=y8y0XE0nsYEC&pg=PA492&dq=%22Yttrium+chloride%22. Accesat la 12 august 2008 
  21. ^ Spencer, James F. (1919). The Metals of the Rare Earths. New York: Longmans, Green, and Co. pp. 135. http://books.google.com/?id=W2zxN_FLQm8C&pg=PA135&dq=%22Yttrium+chloride%22. Accesat la 12 august 2008 
  22. ^ Pack, Andreas; Sara S. Russell, J. Michael G. Shelley and Mark van Zuilen; Shelley, J. Michael G.; Van Zuilen, Mark (2007). „Geo- and cosmochemistry of the twin elements yttrium and holmium”. Geochimica et Cosmochimica Acta 71 (18): 4592–4608. doi:10.1016/j.gca.2007.07.010. Bibcode2007GeCoA..71.4592P. 
  23. ^ a b c Greenwood 1997, pp. 12–13
  24. ^ a b c d e f g h NNDC contributors (2008). „Chart of Nuclides”. in Alejandro A. Sonzogni (Database Manager). Upton, New York: National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. http://www.nndc.bnl.gov/chart/. Accesat la 13 septembrie 2008. 
  25. ^ a b Audi, Georges; Bersillon, O.; Blachot, J.; Wapstra, A.H. (2003). „The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties”. Nuclear Physics A (Atomic Mass Data Center) 729: 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Bibcode2003NuPhA.729....3A. 
  26. ^ a b Emsley 2001, p. 496
  27. ^ Gadolin 1794
  28. ^ Greenwood 1997, p. 944
  29. ^ Mosander, Carl Gustaf (1843). „Ueber die das Cerium begleitenden neuen Metalle Lathanium und Didymium, so wie über die mit der Yttererde vorkommen-den neuen Metalle Erbium und Terbium” (în German). Annalen der Physik und Chemie 60 (2): 297–315. doi:10.1002/andp.18431361008. Bibcode1843AnP...136..297M. 
  30. ^ Britannica contributors (2005). Encyclopædia Britannica, Inc. , "ytterbium"
  31. ^ a b Stwertka 1998, p. 115
  32. ^ Heiserman, David L. (1992). „Element 39: Yttrium”. Exploring Chemical Elements and their Compounds. New York: TAB Books. pp. 150–152. ISBN 0-8306-3018-X 
  33. ^ Wöhler, Friedrich (1828). „Ueber das Beryllium und Yttrium”. Annalen der Physik 89 (8): 577–582. doi:10.1002/andp.18280890805. Bibcode1828AnP....89..577W. 
  34. ^ Coplen, Tyler B.; Peiser, H. S. (1998). „History of the Recommended Atomic-Weight Values from 1882 to 1997: A Comparison of Differences from Current Values to the Estimated Uncertainties of Earlier Values (Technical Report)”. Pure Appl. Chem. (IUPAC's Inorganic Chemistry Division Commission on Atomic Weights and Isotopic Abundances) 70 (1): 237–257. doi:10.1351/pac199870010237. 
  35. ^ a b c d Wu, M. K.; Ashburn, J. R.; Torng, C. J.; Hor, P. H.; Meng, R. L.; Gao, L.; Huang, Z. J.; Wang, Y. Q. et al. (1987). „Superconductivity at 93 K in a New Mixed-Phase Y-Ba-Cu-O Compound System at Ambient Pressure”. Physical Review Letters 58 (9): 908–910. doi:10.1103/PhysRevLett.58.908. PMID 10035069. Bibcode1987PhRvL..58..908W. 
  36. ^ Lenntech contributors. „yttrium”. Lenntech. http://www.lenntech.com/periodic-chart-elements/y-en.htm. Accesat la 26 august 2008. 
  37. ^ a b c d e f Emsley 2001, p. 497
  38. ^ MacDonald, N. S.; Nusbaum, R. E.; Alexander, G. V. (1952). „The Skeletal Deposition of Yttrium” (PDF). Journal of Biological Chemistry 195 (2): 837–841. PMID 14946195. http://www.jbc.org/cgi/reprint/195/2/837.pdf. 
  39. ^ a b c d e Emsley 2001, p. 495
  40. ^ a b c d e f g h i j Morteani, Giulio (1991). „The rare earths; their minerals, production and technical use”. European Journal of Mineralogy 3 (4): 641–650. http://eurjmin.geoscienceworld.org/cgi/content/abstract/3/4/641. 
  41. ^ Kanazawa, Yasuo; Kamitani, Masaharu (2006). „Rare earth minerals and resources in the world”. Journal of Alloys and Compounds 408–412: 1339–1343. doi:10.1016/j.jallcom.2005.04.033. 
  42. ^ a b c d e Naumov, A. V. (2008). „Review of the World Market of Rare-Earth Metals”. Russian Journal of Non-Ferrous Metals 49 (1): 14–22. doi:10.1007/s11981-008-1004-6. http://www.springerlink.com/content/y8925j378w4u4175/. 
  43. ^ a b c Stwertka 1998, p. 116
  44. ^ Zheng, Zuoping; Lin Chuanxian (1996). „The behaviour of rare-earth elements (REE) during weathering of granites in southern Guangxi, China”. Chinese Journal of Geochemistry 15 (4): 344–352. doi:10.1007/BF02867008. 
  45. ^ a b Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). Lehrbuch der Anorganischen Chemie (ed. 91–100). Walter de Gruyter. pp. 1056–1057. ISBN 3-11-007511-3 
  46. ^ Mineral Commodity Summaries. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/rare_earths/mcs-2014-yttri.pdf. Accesat la 17 iulie 2014. 
  47. ^ a b Daane 1968, p. 818
  48. ^ US patent 5935888, "Porous silicon nitride with rodlike grains oriented", granted 1999-08-10, assigned to Agency Ind Science Techn (JP) and Fine Ceramics Research Ass (JP) 
  49. ^ Carley, Larry (1 decembrie 2000). „Spark Plugs: What's Next After Platinum?”. Counterman (Babcox). Arhivat din original la 1 mai 2008. http://web.archive.org/web/20080501064053/http://www.babcox.com/editorial/cm/cm120032.htm. Accesat la 7 septembrie 2008. 
  50. ^ US patent 4533317, "Yttrium oxide mantles for fuel-burning lanterns", granted 1985-08-06, assigned to The Coleman Company, Inc. 
  51. ^ Jaffe, H.W. (1951). „The role of yttrium and other minor elements in the garnet group” (pdf). American Mineralogist: 133–155. http://www.minsocam.org/ammin/AM36/AM36_133.pdf. Accesat la 26 august 2008. 
  52. ^ Vajargah, S. Hosseini; Madaahhosseini, H; Nemati, Z (2007). „Preparation and characterization of yttrium iron garnet (YIG) nanocrystalline powders by auto-combustion of nitrate-citrate gel”. Journal of Alloys and Compounds 430 (1–2): 339–343. doi:10.1016/j.jallcom.2006.05.023. 
  53. ^ US patent 6409938, "Aluminum fluoride flux synthesis method for producing cerium doped YAG", granted 2002-06-25, assigned to General Electrics 
  54. ^ GIA contributors (1995). GIA Gem Reference Guide. Gemological Institute of America. ISBN 0-87311-019-6 
  55. ^ Kiss, Z. J.; Pressley, R. J. (1 octombrie 1966). „Crystalline solid lasers”. Proceedings of the IEEE. 54. IEEE. pp. 1236–1248. issn: 0018-9219. http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=1447042. Accesat la 16 august 2008. 
  56. ^ Kong, J.; Tang, D. Y.; Zhao, B.; Lu, J.; Ueda, K.; Yagi, H. and Yanagitani, T. (2005). „9.2-W diode-pumped Yb:Y2O3 ceramic laser”. Applied Physics Letters 86 (16): 116. doi:10.1063/1.1914958. Bibcode2005ApPhL..86p1116K. 
  57. ^ Tokurakawa, M.; Takaichi, K.; Shirakawa, A.; Ueda, K.; Yagi, H.; Yanagitani, T. and Kaminskii, A. A. (2007). „Diode-pumped 188 fs mode-locked Yb3+:Y2O3 ceramic laser”. Applied Physics Letters 90 (7): 071101. doi:10.1063/1.2476385. Bibcode2007ApPhL..90g1101T. 
  58. ^ Golubović, Aleksandar V.; Nikolić, Slobodanka N.; Gajić, Radoš; Đurić, Stevan; Valčić, Andreja (2002). „The growth of Nd: YAG single crystals”. Journal of the Serbian Chemical Society 67 (4): 91–300. doi:10.2298/JSC0204291G. 
  59. ^ PIDC contributors. Rare Earth metals & compounds. Pacific Industrial Development Corporation. http://www.pidc.com/products_imaterials_oth.html. Accesat la 26 august 2008. 
  60. ^ Berg, Jessica. „Cubic Zirconia”. Emporia State University. http://www.emporia.edu/earthsci/amber/go340/students/berg/cz.html. Accesat la 26 august 2008. 
  61. ^ Adams, Gregory P.; Shaller, C. C.; Dadachova, E.; Simmons, H. H.; Horak, E. M.; Tesfaye, A.; Klein-Szanto A. J.; Marks, J. D. et al. (2004). „A Single Treatment of Yttrium-90-labeled CHX-A–C6.5 Diabody Inhibits the Growth of Established Human Tumor Xenografts in Immunodeficient Mice”. Cancer Research 64 (17): 6200–6206. doi:10.1158/0008-5472.CAN-03-2382. PMID 15342405. 
  62. ^ Fischer, M.; Modder, G. (2002). „Radionuclide therapy of inflammatory joint diseases”. Nuclear Medicine Communications 23 (9): 829–831. doi:10.1097/00006231-200209000-00003. PMID 12195084. 
  63. ^ Gianduzzo, Troy; Colombo Jr, Jose R.; Haber, Georges-Pascal; Hafron, Jason; Magi-Galluzzi, Cristina; Aron, Monish; Gill, Inderbir S.; Kaouk, Jihad H. (2008). „Laser robotically assisted nerve-sparing radical prostatectomy: a pilot study of technical feasibility in the canine model”. BJU International (Cleveland: Glickman Urological Institute) 102 (5): 598–602. doi:10.1111/j.1464-410X.2008.07708.x. PMID 18694410. 
  64. ^ Yttrium Barium Copper Oxide – YBCO”. Imperial College. http://www.ch.ic.ac.uk/rzepa/mim/century/html/ybco_text.htm. Accesat la 20 decembrie 2009. 
  65. ^ NIOSH contributors (1 septembrie 2005). „Yttrium”. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. National Institute for Occupational Safety and Health. http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0673.html. Accesat la 3 august 2008. 

Bibliografie[modificare | modificare sursă]

  • Daane, A. H. (1968). „Yttrium”. in Hampel, Clifford A.. The Encyclopedia of the Chemical Elements. New York: Reinhold Book Corporation. pp. 810–821. OCLC 449569 
  • Emsley, John (2001). „Yttrium”. Nature's Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press. pp. 495–498. ISBN 0-19-850340-7 
  • Gadolin, Johan (1794). „Undersökning af en svart tung Stenart ifrån Ytterby Stenbrott i Roslagen”. Kongl. Vetenskaps Academiens Nya Handlingar 15: 137–155. 
  • Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (ed. 2nd). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4 
  • Stwertka, Albert (1998). „Yttrium”. Guide to the Elements (ed. Revised). Oxford University Press. pp. 115–116. ISBN 0-19-508083-1 
  • van der Krogt, Peter (5 mai 2005). „39 Yttrium”. Elementymology & Elements Multidict. http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=Y. Accesat la 6 august 2008. 

Lectură suplimentară[modificare | modificare sursă]

Legături externe[modificare | modificare sursă]

Wikţionar
Caută „Ytriu” în Wikționar, dicționarul liber.
Commons
Wikimedia Commons conține materiale multimedia legate de Ytriu