Իտրիում

39	Ստրոնցիում ← Իտրիում → Ցիրկոնիում
	Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ 39Y
	; Սպիտակ-արծաթափայլ, փափուկ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ	Իտրիում / Yttrium (Y), Y, 39
Խումբ, պարբերություն, բլոկ	1, 5,
Ատոմային զանգված ; (մոլային զանգված)	88,90585(2) զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա	[Kr] 4d1 5s2
Ատոմի շառավիղ	178 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ	162 պմ
Իոնի շառավիղ	(+3e) 89,3 պմ
Էլեկտրաբացասականություն	1,22 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ	0
Օքսիդացման աստիճաններ	3
Իոնացման էներգիա ; (առաջին էլեկտրոն)	615,4 (6,38) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան	1795 Կ
Եռման ջերմաստիճան	3 611 Կ
Մոլյար ջերմունակություն	26,52 Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ	19,8 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք	Վեցանկյուն
Բյուրեղացանցի տվյալներ	a=3,647 c=5,731
Դեբայի ջերմաստիճան	280 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն	(300 Կ) (17,2) Վտ/(մ·Կ)
CAS համար	CAS գրանցման համար?

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

39	Իտրիում
Y 88,906
4d¹5s²

Ունի մեկ կայուն իզոտոպ՝ ⁸⁹Y: Արհեստական ռադիոակտիվ իզոտոպներից արժեքավոր են ⁹¹Y (T_1/2=57,5 օր) և ⁹⁰Y (T_1/2= 64,24 ժ)։

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

Պատմություն

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

Իտրիումը լանթանի քիմիական անալոգն էՔաղվածելու սխալ՝ Invalid parameter in <ref> tag: 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

Իտրիումը առավել տարածված է Ճապոնիայում, Ավստրալիայում, Կանադայում, ԱՄՆ-ում, Հնդկաստանում, Բրազիլիայում, Մալազիայում^[5]։

Ստացում

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

Իտրիումը բաց մոխրագույն մետաղ է։ Գոյություն ունի երկու բյուրեղակա մոդիֆիկացիաների ձևով՝ α-Y և β-Y: Անցման ջերմաստիճանը՝ α↔β 1482 °C^[6]: 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

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_{2}O}}

Իզոտոպներ

Ունի մեկ կայուն իզոտոպ՝ ⁸⁹Y: Արհեստական ռադիոակտիվ իզոտոպներից արժեքավոր են ⁹¹Y (T_1/2=57,5 օր) և ⁹⁰Y (T_1/2= 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 (β⁻n)	(1/2−)	β⁻ = 100, β⁻n = 0,055
^97m1Y	1,17 s	7,356 (β⁻), 0,668 (IT), 1,776 (β⁻n)	9/2+	β⁻>99,3, IT<0,7, β⁻n<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 (β⁻n)	0−	β⁻ = 100, β⁻n = 0,33
^98m1Y	2 s	8,830 (β⁻), 0,0 (IT), 2,443 (β⁻n)	4, 5	β⁻ = 90, IT<20, β⁻ = 3,4
⁹⁹Y	1,470 s	7,567 (β⁻), 2,990 (β⁻n)	5/2+	β⁻ = 100, β⁻n = 1,9
¹⁰⁰Y	0,735 s	9,31 (β⁻), 2,40 (β⁻n)	1−,2−	β⁻ = 100, β⁻n = 0,92
^100m1Y	0,94 s	9,31 (β⁻)	3, 4, 5	β⁻ = 100
¹⁰¹Y	0,45 s	8,55 (β⁻), 3,62 (β⁻n)	5/2+	β⁻ = 100, β⁻n = 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 (β⁻n)	5/2+	β⁻ = 100, β⁻n = 8
¹⁰⁴Y		11,8 (β⁻)		β⁻ = 100

Կիրառություն

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 հնարավորություն 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

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

Տես նաև

Պարբերական աղյուսակ

Ծանոթագրություններ

↑ 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)(անգլ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
↑ Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 277. — 671 с. — 100 000 экз.
↑ Иттрий на Integral Scientist Modern Standard Periodic Table
↑ 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.
↑ Иттрий :: Группа AMT&C
↑ 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

Daane, A. H. (1968). «Yttrium». In Hampel, Clifford A. (ed.). The Encyclopedia of the Chemical Elements. New York: Reinhold Book Corporation. էջեր 810–821. LCCN 68029938. OCLC 449569.
Emsley, John (2001). «Yttrium». Nature's Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press. էջեր 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.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
Gupta, C. K.; Krishnamurthy, N. (2005). «Ch. 1.7.10 Phosphors». Extractive metallurgy of rare earths (PDF). CRC Press. ISBN 0-415-33340-7. Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) 2012 թ․ հունիսի 23-ին. Վերցված է 2015 թ․ մայիսի 6-ին.
Stwertka, Albert (1998). «Yttrium». Guide to the Elements (Revised ed.). Oxford University Press. էջեր 115–116. ISBN 0-19-508083-1.
van der Krogt, Peter (2005 թ․ մայիսի 5). «39 Yttrium». Elementymology & Elements Multidict. Վերցված է 2008 թ․ օգոստոսի 6-ին.

Արտաքին հղումներ

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 (հ․ 4, էջ 441)։

[iupac_atomic_weights-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)(անգլ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02

[ХЭ-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] Иттрий :: Группа AMT&C

[6] Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 277. — 671 с. — 100 000 экз.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]