39 Y イットリウム 88.906
遷移金属 d-block Period 5 Group 3

イットリウム

Y · Element 39 · Scandium group

A "rare earth" that is not actually rare, and the reason your phone screen glows the right colours.

20°Cでの状態 固体
原子量 88.906 u
ELECTRON CONFIGURATION [Kr] 4d¹ 5s²

構造

イットリウム原子

環の上の点を示す図ではありません。占有された各副殻の実際の確率密度|ψ|²をモンテカルロ法でサンプリングしたものです。ドラッグして回転できます。青と紫は波動関数の反対の符号を示しており、それによって結合が可能になります。

軌道雲

測定値

性質一覧

各バーは、その性質についてイットリウムが118元素の中でどこに位置するかを示しています。

物理的

密度 4.472 g/cm³ 26%
融点 1799 K 74%
沸点 3609 K 76%
比熱 0.298 J/g·K
熱伝導率 17.2 W/m·K 44%

原子

原子半径 180 pm 66%
共有結合半径 190 pm
ファンデルワールス半径 219 pm

電子

電気陰性度 1.22 22%
イオン化エネルギー 600.1 kJ/mol 33%
電子親和力 29.9 kJ/mol 25%

存在

地殻中の存在度 33 mg/kg 76%

同定

元素記号Y
原子番号39
原子量88.9058 u
分類遷移金属
ブロックd
結晶構造六方最密充填構造
酸化数+3
発見年1794
発見者Johan Gadolin

出典:IUPAC 2021標準原子量 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST。~が付いた値は、測定値ではなく予測値です。

縮尺どおりの大きさ

How big is a イットリウム atom?

Radius 180 pm — that is 0.18 nm, so about 2778 million of them side by side would span a millimetre.

熱範囲

Solid, liquid, gas — and when

イットリウム is liquid over a 1810 K window, from 1799 K to 3609 K.

位置

表での位置

イットリウム sits in period 5, group 3. Everything in group 3 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER 遷移金属

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物語

イットリウムとは何か、そしてどのように発見されたか

イットリウムは、テレビ画面の赤色蛍光体を発光させ、地球上で最も強力な磁石を作り出す銀白色の遷移金属です。スウェーデンの村Ytterbyにちなんで名付けられました。Ytterbyは、採石場の鉱物から4種類もの異なる元素が発見されたという、非常に珍しい特徴を持っています。イットリウムは一般にはあまり知られていませんが、現代のハイテク用途には欠かせない元素となっています。 イットリウムは、1794年にフィンランドの化学者Johan Gadolinが、スウェーデンのYtterby産の重い黒色鉱物を分析しているときに発見しました。当初は、その酸化物の形にちなんで「yttria」と呼ばれていました。純粋な金属が単離されたのは1828年にFriedrich Wöhlerによってであり、高純度のイットリウムが利用できるようになったのは1950年代になってからです。この遅れにより、イットリウムの優れた性質が十分に活用されるようになったのは、現代の電子技術時代に入ってからでした。 イットリウムが極めて重要なのは、これまでに開発された最も重要な合成結晶の一つであるイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)の生成に関わるためです。希土類元素を添加したYAG結晶は、工業用切断から眼科手術まで、幅広い用途に使われる強力なレーザーを生み出します。ネオジムを添加したYAG(Nd:YAG)レーザーは、鋼鉄を切断したり、網膜の精密な手術を行ったりすることができます。 イットリウムはテレビ技術にも革命をもたらしました。酸化イットリウムの蛍光体は、ブラウン管テレビやコンピューターモニターに鮮やかな赤色を生み出します。薄型画面が登場する前は、すべてのカラーテレビにイットリウム化合物が含まれており、電子が当たると赤く発光して、カラーテレビの大量普及を可能にしていました。 さらに驚くべきことに、イットリウム・バリウム・銅酸化物(YBCO)は、液体窒素で冷却すると電気抵抗ゼロで電気を通す高温超伝導体です。この「奇跡の材料」によって、MRI装置から実験的な磁気浮上式鉄道まで、超伝導の実用化が進みました。

The discovery of イットリウム

採石場での発見

Johan Gadolinは、1794年にスウェーデンのYtterby近郊の採石場で産出したガドリン石を分析しているとき、イットリウムを発見しました。Ytterbyという村の名前は、最終的にイットリウム、イッテルビウム、エルビウム、テルビウムという4種類の元素に付けられました。

用途

イットリウムの用途

イットリウム:蛍光体を可能にする元素

イットリウムは、優れた蛍光体としての性質によって現代のディスプレイや照明を支えています。また、超伝導セラミックスや先進合金にも使われ、最先端技術に欠かせません。

ディスプレイ技術

酸化イットリウム(Y₂O₃)は、LEDディスプレイ、テレビ画面、コンピューターモニターで赤色蛍光体の母材として使われます。イットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)蛍光体は、省エネルギー照明システムで青色LEDの光を白色光に変換します。

超伝導セラミックス

イットリウム・バリウム・銅酸化物(YBCO)は、実用化された最初の高温超伝導体であり、高価な液体ヘリウム冷却ではなく液体窒素温度で、送電、磁気浮上、医療画像診断への応用を可能にします。

レーザー技術

Nd:YAGレーザーは、ネオジムを添加したイットリウム・アルミニウム・ガーネット結晶を使い、工業用切断、医療手術、軍事用途に利用されます。これらの固体レーザーは、精密製造や医療処置に信頼性の高い高出力性能を提供します。

イットリウム:先進技術

  • ディスプレイと照明
    • LEDテレビおよびコンピューターディスプレイ
    • 省エネルギーLED照明システム
    • 蛍光ランプ用蛍光体
    • 投影ディスプレイシステム
  • 医療用途
    • レーザー手術装置
    • 医療画像診断システム
    • がん治療用放射性同位体
    • 歯科レーザー処置
  • 産業用レーザー
    • 金属切断・溶接システム
    • 精密製造装置
    • 材料加工用レーザー
    • 品質管理・測定
  • 先進材料
    • 超伝導送電ケーブル
    • 高性能セラミックス
    • 特殊合金・複合材料
    • 研究開発用途

由来

天然での存在

33 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 76% of elements

イットリウム:希土類元素の鉱床

イットリウムは、希土類元素の鉱床、特にゼノタイムモナズ石に含まれています。主な供給源には、中国南部のイオン吸着型粘土鉱床、マレーシアやオーストラリアの漂砂鉱床があります。

取り扱い

安全性

イットリウムの安全性:低い毒性

イットリウム化合物は比較的毒性が低いですが、微細な粒子を吸入しないようにしてください。標準的なラボの安全手順により、ほとんどのイットリウム用途で十分な保護が得られます。

安全対策

個人用保護具と粉じん対策により、吸入による曝露を防ぎます。放射性イットリウム同位体を扱う場合は、放射線安全手順と適切な遮蔽が必要です。

簡単な回答

イットリウム:よくある質問

What is イットリウム?

イットリウム (symbol Y) is element 39 on the periodic table, a 遷移金属 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.

What is the electron configuration of イットリウム?

イットリウム's ground-state electron configuration is [Kr] 4d¹ 5s², giving 5 occupied shells holding 2, 8, 18, 9, 2 electrons respectively.

What are the melting and boiling points of イットリウム?

イットリウム melts at 1799 K (1525.9 °C) and boils at 3609 K (3335.9 °C).

What is the atomic mass of イットリウム?

The standard atomic weight of イットリウム is 88.906 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is イットリウム?

イットリウム has a density of 4.472 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of イットリウム is about 4.5× heavier.

What is the electronegativity of イットリウム?

イットリウム 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.

Who discovered イットリウム, and when?

イットリウム was discovered in 1794 by Johan Gadolin. It is named after ytterby, a Swedish village.

How common is イットリウム on Earth?

イットリウム makes up about 33 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.