Y · Element 39 · Übergangsmetall
Eine „seltene Erde“, die tatsächlich nicht selten ist, und der Grund, warum Ihr Handybildschirm in den richtigen Farben leuchtet.
Struktur
Kein Diagramm aus Punkten auf Ringen — eine Monte-Carlo-Stichprobe der tatsächlichen Wahrscheinlichkeitsdichte |ψ|² für jede besetzte Unterschale. Ziehen Sie, um die Ansicht zu drehen. Blau und Violett kennzeichnen entgegengesetzte Vorzeichen der Wellenfunktion, wodurch Bindungen möglich werden.
Gemessene Werte
Jeder Balken zeigt, wo Yttrium bei dieser Eigenschaft unter allen 118 Elementen steht.
Quellen: IUPAC 2021 Standard-Atomgewichte · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Werte mit ~ sind vorhergesagt und nicht gemessen.
Gleiches Element, andere Neutronenzahl
Alle Yttrium-Atome haben dieselbe Zahl von Protonen, 39, und unterscheiden sich nur in der Zahl der Neutronen: Diese Varianten sind die Isotope des Elements. Das häufigste, Y-89, hat 50 Neutronen und macht 100 % des natürlichen Elements aus.
| ISOTOP | Neutronen | Natürliche Häufigkeit | Halbwertszeit | Zerfallsart |
|---|---|---|---|---|
| Y-89 häufigstes | 50 | 100 % | Stabil | — |
| Y-90 | 51 | — | 64,05 Std. | β⁻ |
Hier liefert die Schul-Faustregel, gerundete Atommasse (88,906) minus Ordnungszahl, dasselbe Ergebnis: 50.
Zerfallsarten
Daten: IAEA Nuclear Data Section, LiveChart of Nuclides, Bewertungen der Grundzustände, abgerufen am 10. Oktober 2026. Die Häufigkeit ist der Anteil der Atome im natürlichen Element; ein Strich bedeutet, dass das Isotop keine natürliche Standardhäufigkeit hat.
Größe, maßstabsgetreu
Radius 180 pm — das entspricht 0,18 nm; etwa 2,78 Millionen davon nebeneinander würden einen Millimeter überspannen.
Temperaturbereich
Yttrium ist über einen Bereich von 1810 K flüssig, von 1799 K bis 3609 K.
Wo es steht
Die Geschichte
Yttrium (Y) ist das Element 39, ein silbriges Übergangsmetall der Gruppe 3, unter Scandium. Es schmilzt bei 1.526 °C (1.799 K) und hat eine Dichte von 4,472 g/cm³. Obwohl es kein Lanthanoid ist, ähnelt es den schwereren Lanthanoiden so stark, dass es mit ihnen in denselben Erzen vorkommt und zu den Seltenerdmetallen gezählt wird.
Yttrium hat 39 Elektronen in fünf Schalen, angeordnet als 2, 8, 18, 9, 2, mit der Konfiguration [Kr] 4d¹ 5s². Es bildet fast immer das Y³⁺-Ion, das ähnlich groß ist wie die Ionen von Holmium und Dysprosium; deshalb verhält es sich wie ein schweres Lanthanoid.
Natürliches Yttrium besteht aus einem einzigen stabilen Isotop, Yttrium-89. Radioaktives Yttrium-90 mit einer Halbwertszeit von 64 Stunden wird zur Behandlung von Leberkrebs eingesetzt.
1787 fand der schwedische Armeeoffizier und Amateurchemiker Carl Axel Arrhenius in einem Feldspatsteinbruch in Ytterby bei Stockholm ein schweres schwarzes Mineral. Es wurde später Gadolinit genannt.
1794 analysierte der finnische Chemiker Johan Gadolin das Mineral und fand ein neues Oxid, eine „Erde“, die etwa 38 % davon ausmachte. 1797 bestätigte Anders Gustaf Ekeberg den Befund und nannte die Erde Yttria.
Die Yttria erwies sich als Gemisch. Im 19. Jahrhundert trennten Chemiker daraus Terbium, Erbium, Ytterbium und weitere Seltene Erden ab, und das Dorf Ytterby gab vier Elementen seinen Namen: Yttrium, Ytterbium, Terbium und Erbium. Friedrich Wöhler stellte 1828 unreines Yttriummetall her.
Anwendungen
Yttriumverbindungen dienen als Wirtsgitter für Leuchtstoffe. Cerdotierter Yttrium-Aluminium-Granat (YAG) wandelt in den meisten weißen LEDs blaues Licht in gelbes um, und europiumdotierte Yttriumverbindungen lieferten die rote Farbe von Röhrenfernsehern (Yttriumoxidsulfid) und Leuchtstofflampen (Yttriumoxid).
Kleine Mengen Yttrium verfestigen Magnesium- und Aluminiumlegierungen und verbessern die Oxidationsbeständigkeit von Hochtemperaturlegierungen. In der Medizin werden Glas- oder Harzmikrosphären mit Yttrium-90 in die Leberarterien injiziert, um Tumoren von innen zu bestrahlen.
Woher es stammt
33 mg/kg der Erdkruste · häufiger als 76 % der Elemente
Yttrium macht etwa 33 ppm (Teile pro Million) der Erdkruste aus, mehr als Blei oder Cobalt. Mondgestein, das die Apollo-Missionen zur Erde brachten, ist relativ reich an Yttrium.
China produziert das meiste Yttrium der Welt, und Myanmar liefert einen bedeutenden Anteil (USGS).
Handhabung
Yttrium hat keine bekannte biologische Funktion. Seine Verbindungen sind gering bis mäßig giftig, doch das Einatmen von Yttriumstaub kann die Lunge reizen und schädigen. In den Vereinigten Staaten liegt der OSHA-Grenzwert für Yttrium in der Luft am Arbeitsplatz bei 1 mg pro Kubikmeter.
Kompaktes Yttrium ist dank einer dünnen Oxidschicht an der Luft beständig, doch feines Pulver oder Späne können sich entzünden, und das Metall reagiert mit Säuren und langsam auch mit Wasser unter Freisetzung von Wasserstoff.
Schnelle Antworten
Yttrium (Symbol Y) ist Element 39 im Periodensystem, ein Übergangsmetall in Periode 5, Gruppe 3. Eine „seltene Erde“, die tatsächlich nicht selten ist, und der Grund, warum Ihr Handybildschirm in den richtigen Farben leuchtet. Bei Raumtemperatur ist es fest.
[Kr] 4d¹ 5s²; sie ergibt 5 besetzte Elektronenschalen mit der Verteilung 2, 8, 18, 9, 2.Yttrium schmilzt bei 1799 K (1525,9 °C) und siedet bei 3609 K (3335,9 °C).
Die Standardatommasse von Yttrium beträgt 88,906 u. Dabei handelt es sich um einen gewichteten Mittelwert seiner natürlich vorkommenden Isotope, weshalb sie nur selten eine ganze Zahl ist.
Das häufigste Yttrium-Atom, Y-89, hat 50 Neutronen: seine Massenzahl 89 minus seine Ordnungszahl 39. Es macht 100 % des natürlichen Elements aus. Die Schul-Faustregel, gerundete Atommasse (88,906) minus Ordnungszahl, ergibt ebenfalls 50.
Yttrium hat eine Dichte von 4,472 g/cm³. Wasser hat eine Dichte von 1,0 g/cm³, daher ist ein Block aus Yttrium ungefähr 4,5× schwerer.
Yttrium hat eine Elektronegativität von 1,22 nach Pauling. Die Skala reicht von 0,70 (Francium, das Elektronen am wenigsten stark anzieht) bis 3,98 (Fluor, das stärkste). Werte in diesem mittleren Bereich führen eher zur Bildung kovalenter als stark ionischer Bindungen.
Yttrium wurde 1794 von Johan Gadolin entdeckt. Herkunft des Namens: Ytterby, ein schwedisches Dorf.
Yttrium macht etwa 33 mg/kg der Erdkruste aus — nicht häufig, aber auch nicht selten.