Το στοιχείο ύττριο ανακαλύφθηκε στα τέλη του 18ου αιώνα. Ωστόσο, μόνο τις τελευταίες δεκαετίες αυτό το μαλακό ασημί μέταλλο έχει βρει ευρεία εφαρμογή σε διάφορους τομείς: χημεία, φυσική, τεχνολογία υπολογιστών, ενέργεια, ιατρική και άλλα. Ηλεκτρονικός τύπος υττρίου (άτομο): Y - 1s 2 2s 2 2p 6 3s2 3p 6 4δ 2 3η 10 4π. 6 4η 1 5δ 2.
Γεγονότα
Ατομικός αριθμός (αριθμός πρωτονίων στον πυρήνα): 39.
Ατομικό σύμβολο (στον περιοδικό πίνακα στοιχείων): Y.
Ατομική μάζα: 88, 906.
Ιδιότητες: το ύττριο λιώνει στους 2772 βαθμούς Φαρενάιτ (1522 βαθμοί Κελσίου). σημείο βρασμού - 6053 F (3345 ° C). Η πυκνότητα του μετάλλου είναι 4,47 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Σε θερμοκρασία δωματίου, είναι σε στερεή κατάσταση. Στον αέρα, καλύπτεται με μια προστατευτική μεμβράνη οξειδίου. Στο βραστό νερό, το οξυγόνο οξειδώνεται, αντιδρά με ορυκτά, οξικά οξέα. Όταν θερμαίνεται, μπορεί να αλληλεπιδράσει με στοιχεία όπως αλογόνα, υδρογόνο, άζωτο,θείο και φώσφορο.
Περιγραφή
Το χημικό στοιχείο ύττριο στον περιοδικό πίνακα είναι μεταξύ των μετάλλων μετάπτωσης. Χαρακτηρίζονται από αντοχή και ταυτόχρονα ευκαμψία, επομένως μερικά από αυτά, όπως ο χαλκός και το νικέλιο, χρησιμοποιούνται ευρέως για σύρμα. Τα καλώδια και οι ράβδοι υττρίου χρησιμοποιούνται επίσης στην ηλεκτρονική και στην παραγωγή ηλιακής ενέργειας. Το ύττριο χρησιμοποιείται επίσης σε λέιζερ, κεραμικά, φακούς κάμερας και δεκάδες άλλα αντικείμενα.
Το χημικό στοιχείο ύττριο είναι επίσης ένα από τα στοιχεία σπανίων γαιών. Παρά το όνομα αυτό, είναι αρκετά πολυάριθμα σε όλο τον κόσμο. Είναι 17 γνωστά συνολικά.
Ωστόσο, το ύττριο σπάνια χρησιμοποιείται μόνο του. Συνήθως, χρησιμοποιείται για το σχηματισμό ενώσεων όπως το ύττριο, το βάριο και το οξείδιο του χαλκού. Χάρη σε αυτό, άνοιξε μια νέα φάση έρευνας για την υπεραγωγιμότητα υψηλής θερμοκρασίας. Το ύττριο προστίθεται επίσης σε κράματα μετάλλων για τη βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση και την οξείδωση.
Ιστορία
Το 1787, ένας Σουηδός υπολοχαγός και χημικός μερικής απασχόλησης ονόματι Carl Axel Arrhenius ανακάλυψε έναν ασυνήθιστο μαύρο βράχο ενώ εξερευνούσε ένα λατομείο κοντά στο Ytterby, μια μικρή πόλη κοντά στην πρωτεύουσα της Σουηδίας, Στοκχόλμη. Νομίζοντας ότι είχε ανακαλύψει ένα νέο ορυκτό που περιέχει βολφράμιο, ο Arrhenius έστειλε ένα δείγμα στον Johan Gadolin, έναν Φινλανδό ορυκτολόγο και χημικό, για ανάλυση.
Gadolin απομόνωσε το χημικό στοιχείο ύττριο σε ένα ορυκτό που αργότερα ονομάστηκε από αυτόνγαδολινίτης. Το όνομα του νέου μετάλλου, αντίστοιχα, προήλθε από το Ytterby, τον τόπο της ανακάλυψής του.
Το 1843, ένας Σουηδός χημικός ονόματι Carl Gustav Mosander εξέτασε δείγματα υττρίου και διαπίστωσε ότι περιείχαν τρία οξείδια. Τότε ονομάζονταν ύττριο, έρβιο και τέρβιο. Αυτά είναι τώρα γνωστά ως λευκό οξείδιο υττρίου, κίτρινο οξείδιο τερβίου και ροζ οξείδιο ερβίου, αντίστοιχα. Ένα τέταρτο οξείδιο, το οξείδιο του υττερβίου, αναγνωρίστηκε το 1878.
Πηγές
Αν και το χημικό στοιχείο ύττριο ανακαλύφθηκε στη Σκανδιναβία, είναι πολύ πιο άφθονο σε άλλες χώρες. Η Κίνα, η Ρωσία, η Ινδία, η Μαλαισία και η Αυστραλία είναι οι κορυφαίοι παραγωγοί της. Τον Απρίλιο του 2018, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα τεράστιο κοίτασμα μετάλλων σπάνιων γαιών, συμπεριλαμβανομένου του υττρίου, σε ένα μικρό ιαπωνικό νησί που ονομάζεται Minamitori.
Μπορεί να βρεθεί ανάμεσα στα περισσότερα ορυκτά σπάνιων γαιών, αλλά ποτέ δεν βρέθηκε στον φλοιό της γης ως αυτόνομο στοιχείο. Το ανθρώπινο σώμα περιέχει επίσης αυτό το στοιχείο σε μικρές ποσότητες, συνήθως συγκεντρωμένες στο συκώτι, τα νεφρά και τα οστά.
Χρήση
Πριν από την εποχή των τηλεοράσεων με επίπεδη οθόνη, είχαν μεγάλους σωλήνες καθοδικών ακτίνων που πρόβαλαν την εικόνα σε μια οθόνη. Το οξείδιο του υττρίου εμποτισμένο με ευρώπιο έδωσε το κόκκινο χρώμα.
Προστίθεται επίσης στο οξείδιο του ζιρκονίου (διοξείδιο του ζιρκονίου) για να ληφθεί ένα κράμα που σταθεροποιεί την κρυσταλλική δομή του τελευταίου, η οποία συνήθως αλλάζει κάτω απόθερμοκρασία.
Συνθετικοί γρανάτες κατασκευασμένοι από σύνθετο υλικό υττρίου-αλουμινίου πωλήθηκαν σε μεγάλες ποσότητες τη δεκαετία του 1970, αλλά τελικά έδωσαν τη θέση τους στο ζιρκόνιο. Σήμερα, χρησιμοποιούνται ως κρύσταλλοι που ενισχύουν το φως σε βιομηχανικά λέιζερ. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται για φίλτρα μικροκυμάτων, καθώς και σε ραντάρ και τεχνολογία επικοινωνιών.
Το χημικό στοιχείο ύττριο χρησιμοποιείται ευρέως για την παραγωγή φωσφόρων. Έχουν βρει χρήση σε κινητά τηλέφωνα και μεγάλες οθόνες, καθώς και σε λαμπτήρες φθορισμού (γραμμικοί και συμπαγείς).
Το ραδιενεργό ισότοπο ύττριο-90 χρησιμοποιείται στην ακτινοθεραπεία για τη θεραπεία του καρκίνου.
Συνεχής Έρευνα
Το ύττριο είναι ευκολότερο και φθηνότερο στην εργασία από πολλά άλλα στοιχεία, σύμφωνα με τους επιστήμονες. Για παράδειγμα, οι ερευνητές το χρησιμοποιούν αντί για πολύ πιο ακριβή πλατίνα για την ανάπτυξη κυψελών καυσίμου. Οι επιστήμονες του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Chalmers και του Τεχνικού Πανεπιστημίου της Δανίας το χρησιμοποιούν μαζί με άλλα μέταλλα σπάνιων γαιών σε μορφή νανοσωματιδίων, τα οποία θα μπορούσαν μια μέρα να εξαλείψουν την ανάγκη για ορυκτά καύσιμα και να βελτιώσουν την απόδοση των αυτοκινήτων με μπαταρίες.
Η έρευνα για την υπεραγωγιμότητα με βάση το ύττριο συνεχίζεται σε όλο τον κόσμο. Σημαντικές ανακαλύψεις γίνονται, ειδικότερα, στον τομέα της μαγνητικής τομογραφίας (MRI). Ο φυσικός Paul Chu και η ομάδα του στο Πανεπιστήμιο του Χιούστον ανακάλυψαν ότι μια ένωση υττρίου, βαρίου και οξειδίου του χαλκού (γνωστό ως ύττριο-123) μπορεί να συμβάλει στηνυπεραγωγιμότητα περίπου στους μείον 300 βαθμούς Φαρενάιτ (μείον 184,4 βαθμούς Κελσίου). Έχουν δημιουργήσει ένα υλικό που μπορεί να ψύχεται με υγρό άζωτο, το οποίο θα μειώσει σημαντικά το κόστος μελλοντικών εφαρμογών υπεραγωγιμότητας. Ωστόσο, οι πιθανές χρήσεις του δεν έχουν ακόμη διερευνηθεί πλήρως.
