ما هو إتريوم؟
إتريوم (رمزه Y) هو العنصر 39 في الجدول الدوري، وينتمي إلى فلز انتقالي في الدورة 5 والمجموعة 3. «أرض نادرة» ليست نادرة فعلًا، وهي السبب في توهج شاشة هاتفك بالألوان الصحيحة. في درجة حرارة الغرفة، يكون صلباً.
Y · العنصر 39 · فلز انتقالي
«أرض نادرة» ليست نادرة فعلًا، وهي السبب في توهج شاشة هاتفك بالألوان الصحيحة.
البنية
ليس مخططًا لنقاط على حلقات — بل عينة مونتِ كارلو من كثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل غلاف فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين لدالة الموجة، وهذا ما يجعل الترابط ممكنًا.
القيم المقاسة
يوضح كل شريط موضع إتريوم بين جميع العناصر الـ118 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 المقياس
نصف القطر 180 pm — أي 0.18 nm، ولذلك فإن نحو 2.78 مليون ذرة منها متجاورة ستغطي ملليمترًا واحدًا.
المدى الحراري
يكون إتريوم سائلًا ضمن مجال 1810 K، من 1799 K إلى 3609 K.
موضعه
القصة
الإتريوم هو الفلز الانتقالي الفضي الذي يشغّل الفوسفورات الحمراء في شاشات التلفزيون ويسهم في صنع أقوى المغناطيسات على الأرض. سُمّي نسبةً إلى قرية Ytterby السويدية، التي تتميز بامتلاكها المذهل لأربعة عناصر مختلفة اكتُشفت في معادن من محجرها. وقد أصبح الإتريوم ضرورياً للغاية للتطبيقات التقنية الحديثة المتقدمة، رغم أنه غير معروف نسبياً لعامة الناس. اكتشفه الكيميائي الفنلندي Johan Gadolin عام 1794 أثناء تحليل معدن أسود ثقيل من Ytterby في السويد، وكان يُسمّى في البداية "yttria" (شكله الأكسيدي). ولم يُعزل الفلز النقي حتى عام 1828 على يد Friedrich Wöhler، كما لم يتوافر الإتريوم عالي النقاوة إلا في خمسينيات القرن العشرين. وأدى هذا التأخر إلى عدم استغلال خصائص الإتريوم المذهلة بالكامل إلا في عصر الإلكترونيات الحديثة. ما يجعل الإتريوم بالغ الأهمية هو دوره في صنع عقيق الإتريوم والألومنيوم (YAG)، وهو أحد أهم البلورات الاصطناعية التي طُوّرت على الإطلاق. وتنتج بلورات YAG المطعّمة بعناصر الأرض النادرة ليزرات قوية تُستخدم في كل شيء، من القطع الصناعي إلى جراحة العين. ويمكن لليزرات YAG المطعّمة بالنيوديميوم (Nd:YAG) قطع الفولاذ أو إجراء جراحة دقيقة لشبكية العين بالقدر نفسه 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 ممكناً على نطاق واسع. إليك أمراً استثنائياً: أكسيد الإتريوم والباريوم والنحاس (YBCO) هو موصل فائق عالي الحرارة يوصل الكهرباء بمقاومة معدومة عند تبريده بالنيتروجين السائل. وقد فتحت هذه "المادة المعجزة" المجال أمام تطبيقات عملية للموصلية الفائقة، بدءاً من أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي وصولاً إلى قطارات الرفع المغناطيسي التجريبية.
اكتشف Johan Gadolin الإتريوم عام 1794 أثناء تحليل معدن الغادولينايت 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 ضرورياً لتطبيقات التكنولوجيا المتطورة.
يُستخدم أكسيد الإتريوم (Y₂O₃) مادةً مضيفةً للفوسفورات الحمراء في شاشات LED وشاشات التلفزيون والحاسوب. وتحول فوسفورات عقيق الإتريوم والألومنيوم (YAG) ضوء LED الأزرق إلى ضوء أبيض في أنظمة الإضاءة الموفرة للطاقة.
يمثل أكسيد الإتريوم والباريوم والنحاس (YBCO) أول موصل فائق عملي عالي الحرارة، مما يتيح تطبيقات نقل الطاقة والرفع المغناطيسي والتصوير الطبي عند درجات حرارة النيتروجين السائل بدلاً من التبريد المكلف بالهيليوم السائل.
تستخدم ليزرات Nd:YAG بلورات عقيق الإتريوم والألومنيوم المطعّمة بالنيوديميوم في القطع الصناعي والجراحة الطبية والتطبيقات العسكرية. وتوفر هذه الليزرات ذات الحالة الصلبة أداءً موثوقاً وعالي القدرة للتصنيع الدقيق والإجراءات الطبية.
مصدره
33 mg/kg من القشرة الأرضية · أوفر من 76% من العناصر
يوجد الإتريوم في رواسب عناصر الأرض النادرة، ولا سيما في معدني xenotime وmonazite. وتشمل المصادر الرئيسية طينات الامتزاز الأيوني في جنوب الصين، ورواسب الغرين في ماليزيا وأستراليا.
التعامل
تُظهر مركبات الإتريوم سمية منخفضة نسبيًا، مع أنه ينبغي تجنب استنشاق الجسيمات الدقيقة. وتوفر إجراءات السلامة المخبرية القياسية حماية كافية لمعظم تطبيقات الإتريوم.
تمنع معدات الوقاية الشخصية وتدابير التحكم في الغبار التعرض للاستنشاق. وتتطلب نظائر الإتريوم المشعة بروتوكولات للسلامة من الإشعاع وتدريعًا مناسبًا.
إجابات سريعة
إتريوم (رمزه Y) هو العنصر 39 في الجدول الدوري، وينتمي إلى فلز انتقالي في الدورة 5 والمجموعة 3. «أرض نادرة» ليست نادرة فعلًا، وهي السبب في توهج شاشة هاتفك بالألوان الصحيحة. في درجة حرارة الغرفة، يكون صلباً.
[Kr] 4d¹ 5s²، ويشغل 5 مستويات من مستويات الطاقة بتوزيع 2, 8, 18, 9, 2.ينصهر إتريوم عند 1799 K (1525.9 °C) ويغلي عند 3609 K (3335.9 °C).
تبلغ الكتلة الذرية القياسية لـ إتريوم 88.906 u. وهذا متوسط موزون لنظائره الموجودة طبيعياً، ولذلك نادراً ما يكون عدداً صحيحاً.
تبلغ كثافة إتريوم مقدار 4.472 g/cm³. تبلغ كثافة الماء 1.0 g/cm³، لذا تكون كتلة من إتريوم أثقل بنحو 4.5×.
تبلغ كهروسلبية إتريوم وفق مقياس باولنغ 1.22. ويتراوح المقياس من 0.70 (الفرانسيوم، الأقل ميلاً إلى جذب الإلكترونات) إلى 3.98 (الفلور، الأكثر ميلاً). تميل القيم ضمن هذا النطاق المتوسط إلى تكوين روابط تساهمية بدلًا من الروابط الأيونية القوية.
اكتُشف إتريوم في 1794 على يد Johan Gadolin. سُمّي على اسم إيتربي، قرية سويدية.
يشكّل إتريوم حوالي 33 mg/kg من قشرة الأرض — وهو غير شائع، لكنه ليس نادرًا.