Y · Элемент 39 · Переходный металл
«Редкоземельный элемент», который на самом деле не редок, и причина, по которой экран вашего телефона светится правильными цветами.
Строение
Это не диаграмма из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование химических связей.
Измеренные значения
Каждый столбец показывает положение иттрий среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные веса IUPAC 2021 года · Справочник CRC по химии и физике · NIST. Значения, отмеченные символом ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Радиус 180 pm — это 0,18 нм, поэтому около 2,78 миллионов таких атомов, расположенных бок о бок, протянулись бы на миллиметр.
Тепловой диапазон
Иттрий находится в жидком состоянии в диапазоне 1810 K — от 1799 K до 3609 K.
Положение
История
Иттрий — серебристый переходный металл, который обеспечивает красное свечение люминофоров в телевизионных экранах и создаёт самые сильные магниты на Земле. Названный в честь шведской деревни Иттербю, которая примечательна тем, что в минералах из её каменоломни были обнаружены четыре разных элемента, иттрий стал абсолютно необходимым для современных высокотехнологичных применений, несмотря на то что широкой публике он относительно неизвестен. Иттрий был открыт в 1794 году финским химиком Юханом Гадолином при анализе тяжёлого чёрного минерала из Иттербю, Швеция. Первоначально его называли «иттрией» — формой его оксида. Чистый металл удалось выделить лишь в 1828 году Фридриху Вёлеру, а иттрий высокой чистоты стал доступен только в 1950-х годах. Из-за этой задержки невероятные свойства иттрия начали использовать в полной мере лишь в эпоху современной электроники. Абсолютно важнейшая роль иттрия связана с созданием алюмо-иттриевого граната (YAG) — одного из наиболее значимых синтетических кристаллов, когда-либо разработанных. Кристаллы YAG, легированные редкоземельными элементами, создают мощные лазеры, применяемые для самых разных задач — от промышленной резки до хирургии глаза. Лазеры на неодимовом YAG (Nd:YAG) с одинаковой точностью могут разрезать сталь или выполнять деликатную операцию на сетчатке. Иттрий также произвёл революцию в телевизионных технологиях. Люминофоры на основе оксида иттрия создают яркий красный цвет в телевизорах с электронно-лучевыми трубками и компьютерных мониторах. До появления плоских экранов каждый цветной телевизор содержал соединения иттрия, которые светились красным при попадании электронов, сделав массовое цветное телевидение возможным. Вот что особенно примечательно: оксид иттрия-бария-меди (YBCO) — это высокотемпературный сверхпроводник, который проводит электричество без сопротивления при охлаждении жидким азотом. Этот «чудо-материал» открыл практические возможности для применения сверхпроводимости — от аппаратов МРТ до экспериментальных поездов на магнитной левитации.
Юхан Гадолин открыл иттрий в 1794 году при анализе минерала гадолинита из каменоломни недалеко от Иттербю, Швеция. Деревня Иттербю в итоге дала название четырём разным элементам: иттрию, иттербию, эрбию и тербию.
Применение
Иттрий обеспечивает работу современных дисплеев и систем освещения благодаря своим исключительным свойствам люминофора, а его роль в сверхпроводящей керамике и передовых сплавах делает его необходимым для передовых технологических применений.
Оксид иттрия (Y₂O₃) служит материалом-основой для красных люминофоров в светодиодных дисплеях, телевизионных экранах и компьютерных мониторах. Алюмо-иттриевый гранат (YAG) преобразует синий свет светодиодов в белый в энергоэффективных системах освещения.
Оксид иттрия-бария-меди (YBCO) стал первым практическим высокотемпературным сверхпроводником, обеспечив применение в передаче электроэнергии, магнитной левитации и медицинской визуализации при температурах жидкого азота, без необходимости дорогостоящего охлаждения жидким гелием.
Лазеры Nd:YAG используют кристаллы алюмо-иттриевого граната, легированные неодимом, для промышленной резки, медицинской хирургии и военных применений. Эти твердотельные лазеры обеспечивают надёжную работу с высокой мощностью для прецизионного производства и медицинских процедур.
Откуда он происходит
33 мг/кг земной коры · более распространён, чем 76% элементов
Иттрий встречается в месторождениях редкоземельных элементов, особенно в минералах ксенотиме и монаците. К основным источникам относятся ионообменные глины на юге Китая, а также россыпные месторождения в Малайзии и Австралии.
Обращение
Соединения иттрия обладают относительно низкой токсичностью, однако следует избегать вдыхания мелких частиц. Стандартные процедуры лабораторной безопасности обеспечивают достаточную защиту при большинстве применений иттрия.
Средства индивидуальной защиты и меры по контролю пыли предотвращают воздействие при вдыхании. Радиоактивные изотопы иттрия требуют соблюдения протоколов радиационной безопасности и использования соответствующей защиты.
Краткие ответы
Иттрий (символ Y) — элемент 39 в периодической таблице, представитель семейства переходный металл в 5 периоде, 3 группе. «Редкоземельный элемент», который на самом деле не редок, и причина, по которой экран вашего телефона светится правильными цветами. При комнатной температуре это твёрдое вещество.
[Kr] 4d¹ 5s²; она включает 5 занятых электронных оболочек с распределением 2, 8, 18, 9, 2.Иттрий плавится при 1799 K (1525.9 °C) и кипит при 3609 K (3335.9 °C).
Стандартная атомная масса Иттрий составляет 88.906 u. Это средневзвешенное значение для его природных изотопов, поэтому оно редко бывает целым числом.
Плотность Иттрий составляет 4.472 г/см³. Плотность воды — 1,0 г/см³, поэтому блок из Иттрий примерно в 4.5× тяжелее.
Электроотрицательность Иттрий по шкале Полинга составляет 1.22. Шкала простирается от 0,70 (франций, наименее склонный притягивать электроны) до 3,98 (фтор, наиболее склонный). Значения в этом среднем диапазоне обычно соответствуют ковалентным, а не преимущественно ионным связям.
Иттрий был открыт в 1794 году Johan Gadolin. Назван в честь иттербю, деревня в Швеции.
На долю Иттрий приходится около 33 мг/кг земной коры — он встречается нечасто, но не является редким.