39 Y Иттрий 88.906
переходный металл d-block Period 5 Group 3

Иттрий

Y · Element 39 · Scandium group

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

СОСТОЯНИЕ ПРИ 20°C твёрдое
АТОМНАЯ МАССА 88.906 u
ELECTRON CONFIGURATION [Kr] 4d¹ 5s²

Строение

Атом иттрий

Это не схема 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 связей.

Облако орбиталей

Измеренные значения

Таблица свойств

Каждая полоса показывает, какое место иттрий занимает среди всех 118 элементов по этому свойству.

Физические

Плотность 4.472 g/cm³ 26%
Температура Плавления 1799 K 74%
Температура Кипения 3609 K 76%
Удельная теплоёмкость 0.298 J/g·K
Теплопроводность 17.2 W/m·K 44%

Атомные

Атомный Радиус 180 pm 66%
Ковалентный радиус 190 pm
Радиус Ван-дер-Ваальса 219 pm

Электронные

Электроотрицательность 1.22 22%
Энергия ионизации 600.1 kJ/mol 33%
Сродство к Электрону 29.9 kJ/mol 25%

Распространённость

Распространённость в земной коре 33 mg/kg 76%

Идентификационные

СимволY
Атомный номер39
Атомная масса88.9058 u
Категорияпереходный металл
Блокd
Кристаллическая структурагексагональная плотноупакованная
Степени окисления+3
Открытие1794
ПервооткрывательJohan Gadolin

Источники: стандартные атомные массы IUPAC 2021 года · Справочник химии и физики CRC · NIST. Значения, отмеченные ~, являются расчётными, а не измеренными.

Размер в масштабе

How big is a иттрий atom?

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

Тепловой диапазон

Solid, liquid, gas — and when

Иттрий is liquid over a 1810 K window, from 1799 K to 3609 K.

Положение

Положение в таблице

Иттрий sits in period 5, group 3. Everything in group 3 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER ПЕРЕХОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ

All переходные металлы

История

Что такое иттрий и как его обнаружили

Иттрий — серебристый переходный металл, который обеспечивает работу красных люминофоров в телеэкранах и позволяет создавать самые сильные магниты на Земле. Названный в честь шведской деревни Ytterby, которая примечательна тем, что из минералов её карьера были открыты четыре разных элемента, иттрий стал абсолютно необходимым для современных высокотехнологичных применений, несмотря на относительную неизвестность широкой публике. Открытый в 1794 году финским химиком Johan Gadolin при анализе тяжёлого чёрного минерала из Ytterby в Швеции, иттрий первоначально назывался «иттрия» (его оксидная форма). Чистый металл был выделен только в 1828 году Friedrich Wöhler, а иттрий высокой чистоты стал доступен лишь в 1950-х годах. Из-за этой задержки невероятные свойства иттрия не использовались в полной мере вплоть до наступления эпохи современной электроники. Особенно важна роль иттрия в создании алюмо-иттриевого граната (YAG) — одного из важнейших синтетических кристаллов, когда-либо разработанных. Кристаллы YAG, легированные редкоземельными элементами, создают мощные лазеры, применяемые во всём — от промышленной резки до хирургии глаза. Лазеры на алюмо-иттриевом гранате, легированном неодимом (Nd:YAG), с одинаковой точностью могут резать сталь или выполнять тонкие операции 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 нечто выдающееся: оксид иттрия-бария-меди (YBCO) — это высокотемпературный сверхпроводник, проводящий электричество без сопротивления при охлаждении жидким азотом. Этот «чудо-материал» открыл практические возможности для сверхпроводимости — от аппаратов МРТ до экспериментальных поездов на магнитной левитации.

The discovery of иттрий

Открытие в карьере

Johan Gadolin открыл иттрий в 1794 году при анализе минерала гадолинита из карьера возле Ytterby в Швеции. Деревня Ytterby в конечном итоге дала название четырём разным элементам: иттрию, иттербию, эрбию и тербию.

Применение

Для чего используется иттрий

Иттрий: основа люминофоров

Иттрий обеспечивает работу современных дисплеев и систем освещения благодаря своим исключительным люминесцентным свойствам, а его роль в сверхпроводящей керамике и передовых сплавах делает его необходимым для самых современных технологических применений.

Технологии дисплеев

Оксид иттрия (Y₂O₃) служит материалом-основой для красных люминофоров в светодиодных дисплеях, телеэкранах и компьютерных мониторах. Алюмо-иттриевый гранат (YAG) преобразует синий свет светодиодов в белый в энергоэффективных системах освещения.

Сверхпроводящая керамика

Оксид иттрия-бария-меди (YBCO) — первый практический высокотемпературный сверхпроводник, обеспечивший применение сверхпроводимости в передаче электроэнергии, магнитной левитации и медицинской визуализации при температурах жидкого азота вместо дорогостоящего охлаждения жидким гелием.

Лазерные технологии

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 точного производства и медицинских процедур.

Иттрий: передовые технологии

  • Дисплеи и освещение
    • Светодиодные телевизионные и компьютерные дисплеи
    • Энергоэффективные светодиодные системы освещения
    • Люминофоры люминесцентных ламп
    • Проекционные дисплейные системы
  • Медицинские применения
    • Оборудование для лазерной хирургии
    • Системы медицинской визуализации
    • Радиоактивные изотопы для лечения рака
    • Лазерные стоматологические процедуры
  • Промышленные лазеры
    • Системы резки и сварки металлов
    • Оборудование для точного производства
    • Лазеры для обработки материалов
    • Контроль качества и измерения
  • Передовые материалы
    • Сверхпроводящие силовые кабели
    • Высокопрочная керамика
    • Специализированные сплавы и композиты
    • Применения в исследованиях и разработках

Откуда он берётся

Встречаемость в природе

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

Иттрий: концентрация редкоземельных элементов

Иттрий встречается в месторождениях редкоземельных элементов, особенно в минералах ксенотиме и монаците. К основным источникам относятся ионно-адсорбционные глины на юге Китая и россыпные месторождения в Малайзии и Австралии.

Обращение

Безопасность

Безопасность иттрия: низкая токсичность

Соединения иттрия обладают относительно низкой токсичностью, однако следует избегать вдыхания мелких частиц. Стандартные процедуры лабораторной безопасности обеспечивают достаточную защиту при большинстве применений иттрия.

Меры безопасности

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: часто задаваемые вопросы

What is Иттрий?

Иттрий (symbol Y) is element 39 on the periodic table, a переходный металл 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 Иттрий?

Иттрий'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 Иттрий?

Иттрий melts at 1799 K (1525.9 °C) and boils at 3609 K (3335.9 °C).

What is the atomic mass of Иттрий?

The standard atomic weight of Иттрий 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 Иттрий?

Иттрий has a density of 4.472 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of иттрий is about 4.5× heavier.

What is the electronegativity of Иттрий?

Иттрий 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 Иттрий, and when?

Иттрий was discovered in 1794 by Johan Gadolin. It is named after ytterby, a Swedish village.

How common is Иттрий on Earth?

Иттрий makes up about 33 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.