Իտրիում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
39 ՍտրոնցիումԻտրիումՑիրկոնիում
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կալիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
39Y
Hexagonal.svg
Electron shell 039 Yttrium.svg
Yttrium sublimed dendritic and 1cm3 cube.jpg
Սպիտակ-արծաթափայլ, փափուկ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Իտրիում / Yttrium (Y), 39
Խումբ, պարբերություն, բլոկ 1, 5,
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
88,90585(2)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [Kr] 4d1 5s2
Ատոմի շառավիղ 178 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 162 պմ
Իոնի շառավիղ (+3e) 89,3 պմ
Էլեկտրաբացասականություն 1,22 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ 0
Օքսիդացման աստիճաններ 3
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 615,4 (6,38) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 4,47 գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 1795
Եռման ջերմաստիճան 3 611
Մոլյար ջերմունակություն 26,52[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 19,8 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք Վեցանկյուն
Բյուրեղացանցի տվյալներ a=3,647 c=5,731
Դեբայի ջերմաստիճան [3] 280 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) (17,2) Վտ/(մ·Կ)
39
Իտրիում
Y
88,906
4d15s2

Իտրիում (լատ.՝ Yttrium), Y, պարբերական համակարգի 5-րդ պարբերության 3-րդ խմբի քիմիական տարր։ Կարգահամարը 39 է, ատոմական զանգվածը՝ 88,9059:

Ունի մեկ կայուն իզոտոպ՝ 89Y: Արհեստական ռադիոակտիվ իզոտոպներից արժեքավոր են 91Y (T1/2=57,5 օր) և 90Y (T1/2= 64,24 ժ):

Ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքը 4d5s2 է։ Բազմաիզոտոպային տարր է, բնության մեջ գտնվում է միայն մեկ ստաբիլ իզոտոպը՝ 89Y:

Պատմություն[խմբագրել]

[File:Johan Gadolin.jpg|thumb|150px|left|Յոհան Գադոլին]] 1794 թվականին ֆին քիմիկոս Յոհանը իտտերբիտ հանքանյութից օքսիդը, որը նա անվանեց իտրիում։ 1843 թվականին Կ. Գ. Մոսանդերը ապացուցեց, որ այս օքսիդը իսկապես իտրիումի օքսիդի, էրբիումի և տերբիումի խառնուրդն է, և այդ խառնուրդից առանձնացրեց Y2O3-ը։ Մետաղական իտրիումը, որը պարունակում էր էրբիում, տերբիում և այլ լանթանոիդներ, առաջին անգամ ստացվել է 1828 թվականին Վելերոմի[4] կողմից։

Բնությոն մեջ[խմբագրել]

Իտրիումը լանթանի քիմիական անալոգն է[5]: Այն համարյա միշտ պարունակվում է լանթանոիդների և հանքային խառնուրդների հետ։ Ծովում նրա պարունակությունը կազմում է 0,0003 մգ/լ։ Իտրիումի գլխավոր հանքանյութերն են քսենոտիմը՝ YPO4-ը, գադոլինիտը Y2FeBe2Si2O10:

Պարունակությունը երկրակեղևում 2,8-10-3 % է (ըստ կշռի):

Հանքավայրեր[խմբագրել]

Իտրիումը առավել տարածված է Ճապոնիայում, Ավստրալիայում, Կանադայում, ԱՄՆ-ում, Հնդկաստանում, Բրազիլիայում, Մալազիայում[6]:

Ստացում[խմբագրել]

Ստացվում է օքսիդը (Y2O3) մագնեզիումի ներկայությամբ կալ ցիումով վերականգնելիս։ Իտրիումի միացությունները ստացվում են այլ հազվադեպ հանդիպող մետաղների խառնուրդների էքստրակցիայից և իոնափոխանակմամբ։ Մետաղական Y ստանում են իտրիումի անջուր հալոգենիդների վերականգնմամբ լիթիումով կամ կալցիումով, խառնուրդի հետագա թորմամբ։ Իտրիումը նաև հեշտ է ստացվում մեխանիկական մշակման արդյունքում։

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

Xenotímio1.jpeg

Իտրիումը բաց մոխրագույն մետաղ է։ Գոյություն ունի երկու բյուրեղակա մոդիֆիկացիաների ձևով՝ α-Y և β-Y: Անցման ջերմաստիճանը՝ α↔β 1482 °C[7]: Հալման ջերմաստիճանը 1528 °C, իսկ եռման ջերմաստիճանը՝ 3320 °C, խտությունը՝ 4472 կգ/մ3: Սովորական պայմաններում կայուն է։ Իտրիումը հեշտ է ենթարկվում մեխանիկական ձևափոխման։

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Aperture Grille.jpg

Իտրիումը լանթանի քիմիական անալոգն է։ Իտրիումը բաց օդում անկայուն է։ Այն թթվածնի հետ շփվելիս պատվում է պաշտպանական թաղանթով։ Օդում տաքացնելու դեպքում պատվում է օքսիդ կամ նիտրիդի թաղանթով, որը պաշտպանում է նրան հետագա օքսիդացումից մինչև 1000 °C: 370-425 °C ում իտրիումը պատվում է օքսիդային սև թաղանթով։

Ինտենսիվ օքսիդացումը սկսվում է 750 °C-ում։ Իտրիումը բարձր ջերմության պայմաններում փոխազդում է հալոգենների, ջրածնի, ազոտի, ծծմբի և ֆոսֆորի հետ։ Ազատ վիճակում իտրիումի օքսիդի բյուրեղները Y2O3 անգույն են, հիդրոսկոպիկ և օդից կլանում են ածխաթթու գազը։ Այն ունի թույլ արտահայտված քիմիական հատկություններ. պրակտիկորեն ջրում չի լուծվում, լուծվում է թթուներում։ Իտրիումի հիդրօքսիդը (III) չի լուծվում ջրում, ունի թույլ հատկություններ։ Փոխազդում է օդի թթվածնի հետ։

\mathsf{Y(OH)_3  + 3CO_2\rightarrow Y_2(CO_3)_3 + 3H_2O}

Իզոտոպներ[խմբագրել]

Ունի մեկ կայուն իզոտոպ՝ 89Y: Արհեստական ռադիոակտիվ իզոտոպներից արժեքավոր են 91Y (T1/2=57,5 օր) և 90Y (T1/2= 64,24 ժ): Ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքը 4d5s2 է։ Բազմաիզոտոպային տարր է, բնության մեջ գտնվում է միայն մեկ ստաբիլ իզոտոպը՝ 89Y:

Իզոտոպներ Կայունություն Տրոհման էներգիա ՄէՎ Սպին Տրոհում Հաճախականություն %
77Y 63 ms 11,0 K/β+ = 100  
79Y 14,8 s 7,1 (K/β+), 1,3 (Kp) (5/2+) K/β+ = 100, Kp = ?  
80Y 35 s 9,1 (3,4,5) K/β+ = 100  
81Y 70,4 s 5,51 (5/2+) K/β+ = 100  
82Y 9,5 s 7,82 1+ K/β+ = 100  
83Y 7,08 min 4,47 (9/2+) K/β+ = 100  
83m1Y 2,85 min 4,532 (K/β+), 0,062 (IT) (3/2−) K/β+ = 60, IT = 40  
84Y 4,6 s 6,49 1+ K/β+ = 100  
84m1Y 39,5 min 6,49 (5−) K/β+ = 100  
85Y 2,68 h 3,25 (1/2) - K/β+ = 100  
85m1Y 4,86 h 3,27 (K/β+), 0,02 (IT) 9/2+ K/β+ = 100, IT < 2 × 10−3  
86Y 14,74 h 5,24 4− K/β+ = 100  
86m1Y 48 min 0,218 (IT), 5,458 (K/β+) (8+) IT = 99,31, K/β+ = 0,69  
87Y 79,8 h 1,862 1/2− K/β+ = 100  
87m1Y 13,37 h 0,381 (IT), 2,243 (K/β+) 9/2+ IT = 98,43, K/β+ = 1,57  
88Y 106,65 d 3,623 4− K/β+ = 100  
88m1Y 13,9 ms (8) + IT = 100  
89Y stabil 1/2−   100
89m1Y 16,06 s 0,909 9/2+ IT = 100  
90Y 64,00 h 2,282 2− β = 100  
90m1Y 3,19 h 0,682 (IT), 2,964 (β) 7+ IT = 99,9982, β = 0,0018  
91Y 58,51 d 1/2− β = 100  
91m1Y 49,71 min 9/2+ IT = 100, β < 1,5  
92Y 3,54 h 3,639 2− β = 100  
93Y 10,18 h 2,893 1/2− β = 100  
93m1Y 0,82 s 0,759 7/2+ IT = 100  
94Y 18,7 min 4,919 2− β = 100  
95Y 10,3 min 4,420 1/2− β = 100  
96Y 5,34 s 7,087 0− β = 100  
96m1Y 9,6 s 7,087 (8+) β ≈ 100  
97Y 3,75 s 6,688 (β), 1,108 (βn) (1/2−) β = 100, βn = 0,055  
97m1Y 1,17 s 7,356 (β), 0,668 (IT), 1,776 (βn) 9/2+ β>99,3, IT<0,7, βn<0,08  
97m2Y 142 ms 3,523 (IT), 10,211 (β) 27/2− IT>80, β<20  
98Y 0,584 s 8,830 (β), 2,443 (βn) 0− β = 100, βn = 0,33  
98m1Y 2 s 8,830 (β), 0,0 (IT), 2,443 (βn) 4, 5 β = 90, IT<20, β = 3,4  
99Y 1,470 s 7,567 (β), 2,990 (βn) 5/2+ β = 100, βn = 1,9  
100Y 0,735 s 9,31 (β), 2,40 (βn) 1−,2− β = 100, βn = 0,92  
100m1Y 0,94 s 9,31 (β) 3, 4, 5 β = 100  
101Y 0,45 s 8,55 (β), 3,62 (βn) 5/2+ β = 100, βn = 1,94  
102Y 0,36 s 9,85 (β) low β = 100  
102m1Y 0,3 s 9,85 (β) high β = 100  
103Y 0,23 s 9,6 (β), 4,9 (βn) 5/2+ β = 100, βn = 8  
104Y 11,8 (β) β = 100  

Կիրառություն[խմբագրել]

Yag-rod.jpg

Իտրիումը համարվում է մի մետաղ, որը օժտված է յուրահատուկ հատկություններով, որոնք էլ պատճառ են հանդիսանում նրա լայն կիրառությանը։ Չլեգիրացված մաքուր իտրիումի առաձգականության ուժը 300 ՄՊա է։ Այս մետաղը և իր խառնուրդները մեծ կիրառություն ունեն ավիացիոն բնագավառում, ատոմային տեխնիկայում, մեքենաշինության մեջ։

Շատ կարևոր հանգամանք է այն, որ իտիումը և նրա որոշ խառնուրդներ չեն փոխազդում հալված ուրանի և պլուտոնիումի հետ։ Դա թույլ է տալիս օգտագործել նրանց միջուկային հրթիռային շարժիչներում։ Իտրիումի քրոմիտը բարձր ջերմաստիճանային դիմադողականություն ունեցող մարտկոցների լավագույն մատերիալն է, որը հնաավորություն է տալիս շահագործել օքսիդային միջավայրում։

Իտրիումի օքսիդը չափազանց հրակայուն է, կարծրանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ (900-1000 °C): Իտրիումի օքսիդը մեծ դեր է խաղում ուրանի ձուլման ժամանակ։ Իտիում կարևոր միացություններից մեկը համարվում է նրա տելուրիդը, ունի քիչ խտություն, հալման բարձր ջերմաստիճան, և կարծրություն։

Իտրիումի բերիլիդը համարվում է լավագույն աէրոտիեզերկան տեխնիկայի մատերիալներից մեկը, և հալվելով 1920 °C –ում, սկսվում է օքսիդանալ 1670 °C –ում։ Այս նյութի տեսակարար ուժը բավականին բարձր է, ոը թույլ է տալիս պատրաստել ֆանտաստիկ ամրությամբ և կարծրությամբ մատերիալներ։

Ալյումինի և իտրիումի համաձուլվածը 7,5 %-ով բարձրացնում է նրանից պատրաստված մալուխների էլեկտրոհաղորդականությունը։ Իտրիումը օժտված է մեծ ամրությամբ և հալման բարձր ջերմաստիճանով, այդ պատճառով զգալի մրցակցության մեջ է մտնում տիտանի հետ, նրա կիրառման ցանկացած բնագավառում։ Իտրիումի տետրաբորիդը կիրառություն է գտել ատոմային ռեակտորների վերահսկման բնագավառում (ջրածնի և հելիում գազի շատ թույլ արտանետումներով է պայմանավորված):

Իտրիումի օրթոնիտրատը սինթեզվում և օգտագործվում է ռենտգենային բնագավառում ծածկույթների պատրաստման համար։

Իտրիումի գներ[խմբագրել]

Մաքուր իտրիումի 99-99,9 % միջինում 1 կգ կազմում է 115-185 ԱՄՆ դոլլար։

Տես նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (en) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 277. — 671 с. — 100 000 экз.
  3. Иттрий на Integral Scientist Modern Standard Periodic Table
  4. CRC contributors (2007–2008). "Yttrium". In Lide, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics 4. New York: CRC Press. p. 41. ISBN 978-0-8493-0488-0.
  5. Greenwood 1997, p. 946
  6. Иттрий :: Группа AMT&C
  7. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 277. — 671 с. — 100 000 экз.

Գրականություն[խմբագրել]

  • Daane, A. H. (1968)։ "Yttrium", խմբ․ Hampel, Clifford A.: The Encyclopedia of the Chemical Elements։ New York: Reinhold Book Corporation, 810–821։ OCLC 449569։ 
  • Emsley, John (2001)։ "Yttrium", Nature's Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements։ Oxford, England, UK: Oxford University Press, 495–498։ ISBN 0-19-850340-7։ 
  • Gadolin, Johan (1794). «Undersökning af en svart tung Stenart ifrån Ytterby Stenbrott i Roslagen». Kongl. Vetenskaps Academiens Nya Handlingar 15: 137–155. 
  • Greenwood, N. N. (1997)։ Chemistry of the Elements, 2nd, Oxford: Butterworth-Heinemann։ ISBN 0-7506-3365-4։ 
  • (2005) "Ch. 1.7.10 Phosphors", Extractive metallurgy of rare earths։ CRC Press։ ISBN 0-415-33340-7։ 
  • Stwertka, Albert (1998)։ "Yttrium", Guide to the Elements, Revised, Oxford University Press, 115–116։ ISBN 0-19-508083-1։ 
  • van der Krogt, Peter (2005-05-05)։ «39 Yttrium»։ Elementymology & Elements Multidict։ http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=Y։ Վերցված է 2008-08-06։ 

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]



Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։ CC-BY-SA-icon-80x15.png