What is إتريوم?
إتريوم (symbol Y) is element 39 on the periodic table, a فلز انتقالي in period 5, group 3. A "rare earth" that is not actually rare, and the reason your phone screen glows the right colours. At room temperature it is a solid.
البنية
ليست رسماً تخطيطياً لنقاط على حلقات — بل عينة مونت كارلو لكثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل مستوى فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير اللونان الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين للدالة الموجية، وهو ما يجعل الترابط ممكناً.
القيم المقيسة
يوضح كل شريط موضع إتريوم بين العناصر الـ118 جميعها بالنسبة إلى تلك الخاصية.
المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.
الحجم، وفق مقياس
Radius 180 pm — that is 0.18 nm, so about 2778 million of them side by side would span a millimetre.
النطاق الحراري
إتريوم is liquid over a 1810 K window, from 1799 K to 3609 K.
القصة
إتريوم هو الفلز الانتقالي الفضي الذي يشغّل الفوسفورات الحمراء في شاشات التلفزيون ويُنتج أقوى المغناطيسات على الأرض. سُمّي باسم قرية Ytterby السويدية، التي تتميز بامتلاكها مكانة استثنائية إذ اكتُشفت أربعة عناصر مختلفة في معادن من محجرها. وقد أصبح الإتريوم ضروريًا للغاية لتطبيقات التقنية الحديثة المتقدمة، رغم كونه غير معروف نسبيًا لدى عامة الناس. اكتشفه الكيميائي الفنلندي Johan Gadolin عام 1794 أثناء تحليل معدن أسود ثقيل من Ytterby في السويد، وكان يُسمى في البداية "yttria" (صورته الأكسيدية). ولم يُعزل الفلز النقي حتى عام 1828 على يد Friedrich Wöhler، كما لم يتوافر الإتريوم عالي النقاء إلا في خمسينيات القرن العشرين. وقد أدى هذا التأخر إلى عدم استغلال خصائص الإتريوم المذهلة استغلالًا كاملًا إلا مع ظهور عصر الإلكترونيات الحديث. ما يجعل الإتريوم بالغ الأهمية هو دوره في إنتاج عقيق إتريوم-ألمنيوم (YAG)، وهو أحد أهم البلورات الاصطناعية التي طُوّرت على الإطلاق. وتنتج بلورات YAG المشوبة بعناصر أرضية نادرة ليزرات قوية تُستخدم في كل شيء، من القطع الصناعي إلى جراحة العيون. ويمكن لليزرات YAG المشوبة بالنيوديميوم (Nd:YAG) قطع الفولاذ أو إجراء جراحة دقيقة لشبكية العين بالدرجة نفسها من الدقة. كما أحدث الإتريوم ثورة في تقنية التلفزيون. إذ تنتج فوسفورات أكسيد الإتريوم اللون الأحمر الزاهي في أجهزة التلفزيون ذات أنبوب الأشعة المهبطية وشاشات الحاسوب. وقبل ظهور الشاشات المسطحة، كان كل تلفزيون ملون يحتوي على مركبات الإتريوم التي تتوهج باللون الأحمر عند اصطدام الإلكترونات بها، مما جعل التلفزيون الملون ممكنًا على نطاق واسع. إليك أمرًا استثنائيًا: أكسيد إتريوم-باريوم-نحاس (YBCO) هو موصل فائق عالي الحرارة ينقل الكهرباء بمقاومة معدومة عند تبريده بالنيتروجين السائل. وقد أتاح هذا "المادة المعجزة" تطبيقات عملية للموصلية الفائقة، بدءًا من أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي وصولًا إلى قطارات الرفع المغناطيسي التجريبية.
Johan Gadolin اكتشف الإتريوم عام 1794 أثناء تحليل معدن الغادولينيت من محجر بالقرب من Ytterby في السويد. وقد منحت قرية Ytterby اسمها في النهاية لأربعة عناصر مختلفة: الإتريوم، والإتيربيوم، والإربيوم، والتيربيوم.
الاستخدامات
يُمكّن الإتريوم شاشات العرض والإضاءة الحديثة بفضل خصائصه الاستثنائية في الفوسفورات، كما أن دوره في الخزفيات فائقة التوصيل والسبائك المتقدمة يجعله ضروريًا لتطبيقات التقنية المتطورة.
أكسيد الإتريوم (Y₂O₃) يعمل مادةً مضيفة للفوسفورات الحمراء في شاشات LED وشاشات التلفزيون وشاشات الحاسوب. وتحول فوسفورات عقيق إتريوم-ألمنيوم (YAG) ضوء LED الأزرق إلى ضوء أبيض في أنظمة الإضاءة الموفرة للطاقة.
يمثل أكسيد إتريوم-باريوم-نحاس (YBCO) أول موصل فائق عملي عالي الحرارة، مما يتيح تطبيقات نقل الطاقة والرفع المغناطيسي والتصوير الطبي عند درجات حرارة النيتروجين السائل بدلًا من التبريد المكلف بالهيليوم السائل.
تستخدم ليزرات Nd:YAG بلورات عقيق إتريوم-ألمنيوم المشوبة بالنيوديميوم للقطع الصناعي والجراحة الطبية والتطبيقات العسكرية. وتوفر هذه الليزرات ذات الحالة الصلبة أداءً موثوقًا وعالي القدرة للتصنيع الدقيق والإجراءات الطبية.
مصدره
33 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 76% of elements
يوجد الإتريوم في رواسب العناصر الأرضية النادرة، ولا سيما في معادن xenotime وmonazite. وتشمل المصادر الرئيسية طينات الامتزاز الأيوني في جنوب الصين، ورواسب الغرينية في ماليزيا وأستراليا.
التعامل
تُظهر مركبات الإتريوم سمية منخفضة نسبيًا، رغم ضرورة تجنب استنشاق الجسيمات الدقيقة. وتوفر إجراءات السلامة المختبرية القياسية حماية كافية لمعظم تطبيقات الإتريوم.
تمنع معدات الوقاية الشخصية وتدابير السيطرة على الغبار التعرض عن طريق الاستنشاق. وتتطلب نظائر الإتريوم المشعة بروتوكولات للسلامة من الإشعاع وتدريعًا مناسبًا.
إجابات سريعة
إتريوم (symbol Y) is element 39 on the periodic table, a فلز انتقالي in period 5, group 3. A "rare earth" that is not actually rare, and the reason your phone screen glows the right colours. At room temperature it is a solid.
[Kr] 4d¹ 5s², giving 5 occupied shells holding 2, 8, 18, 9, 2 electrons respectively.إتريوم melts at 1799 K (1525.9 °C) and boils at 3609 K (3335.9 °C).
The standard atomic weight of إتريوم is 88.906 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
إتريوم has a density of 4.472 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of إتريوم is about 4.5× heavier.
إتريوم has a Pauling electronegativity of 1.22. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.
إتريوم was discovered in 1794 by Johan Gadolin. It is named after ytterby, a Swedish village.
إتريوم makes up about 33 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.