Елемент ітрій був відкритий в кінці XVIII століття. Однак тільки протягом останніх декількох десятиліть цей м’який сріблястий метал знайшов широке застосування в різних областях: хімії, фізики, комп’ютерних технологіях, енергетиці, медицині і інших. Електронна формула ітрію (атома): Y – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 1 5s 2.
Факти
Атомний номер (кількість протонів у ядрі): 39.
Атомний символ (в періодичній таблиці елементів): Y.
Атомна маса: 88,906.
Властивості: ітрій плавиться при температурі 2772 градуси за Фаренгейтом (1522 градуси за Цельсієм); точка кипіння – 6053 F (3345 °C). Щільність металу становить 4,47 грама на кубічний сантиметр. При кімнатній температурі знаходиться в твердому стані. На повітрі його покриває захисна оксидна плівка. У киплячій воді відбувається окислення киснем, вступає в реакцію з мінеральними, оцтової кислоти. При нагріванні може взаємодіяти з такими елементами, як галогени, водень, азот, сірка і фосфор.
Опис
Хімічний елемент ітрій у періодичній таблиці входить в число перехідних металів. Їм властива міцність і одночасно податливість, тому деякі з них, такі як мідь і нікель, широко використовуються для дроту. Ітрієві дроти і стержні також використовуються в електроніці і для вироблення сонячної енергії. Ітрій також використовують в лазерах, кераміці, об’єктивах камер і десятках інших предметів.
Хімічний елемент ітрій також є одним з рідкоземельних елементів. Незважаючи на таку назву, вони досить численні в усьому світі. Всього їх відомо 17.
Однак ітрій рідко використовується сам по собі. Як правило, його застосовують для формування з’єднань, таких як оксид ітрію, барію та міді. Завдяки цьому була відкрита нова фаза досліджень високотемпературної надпровідності. Ітрій також додають в металеві сплави, щоб поліпшити стійкість до корозії і окисленню.
Історія
В 1787 році лейтенант шведської армії і хімік за сумісництвом на ім’я Карл Аксель Арреніус виявив незвичайну чорну скелю при дослідженні кар’єра біля Иттерби, невеликого містечка поблизу столиці Швеції, Стокгольма. Думаючи, що він виявив новий мінерал, що містить вольфрам, Арреніус відправив зразок Юхану Гадолину, минералогу і хіміку з Фінляндії, для аналізу.
Гадолин ізолював хімічний елемент ітрій у мінералі, який згодом був названий в його честь гадолинитом. Найменування нового металу, відповідно, відбулося від Иттерби, місця його виявлення.
У 1843 році шведський хімік на ім’я Карл Густав Мосандер вивчив зразки ітрію і виявив, що вони містять три оксиду. В той час вони називалися ітрію, эрбия і тербія. Тепер вони відомі як білий оксид ітрію, жовтий оксид тербія і рожевий оксид эрбия відповідно. Четвертий оксид, оксид ітербій, був ідентифікований у 1878 році.
Джерела
Хоча хімічний елемент ітрій був виявлений в Скандинавії, його набагато більше в інших країнах. Китай, Росія, Індія, Малайзія, Австралія є провідними його виробниками. У квітні 2018 року вчені виявили величезне родовище рідкоземельних металів, у тому числі ітрію, на невеликому японському острові під назвою Минамитори.
Його можна знайти серед більшості рідкоземельних мінералів, але він ніколи не був виявлений в земній корі в якості автономного елементу. Людське тіло також містить цей елемент в малюсіньких кількостях, зазвичай він сконцентрований в печінці, нирках і кістках.
Використання
До епохи телевізорів з плоским екраном у них були великі електронно-променеві трубки, які проектували зображення на екран. Оксид ітрію, легований елементом европием, забезпечував червоний колір.
Його також додають до оксиду цирконію (діоксид цирконію), щоб отримати сплав, який стабілізує кристалічну структуру останнього, яка зазвичай змінюється під впливом температури.
Синтетичні гранати, виготовлені з ітрій-алюмінієвого композиту, у великих кількостях продавалися в 1970-х роках, але в кінцевому підсумку вони поступилися місцем цирконію. У наші дні їх використовують в якості кристалів, які посилюють світло в промислових лазерах. Крім того, їх застосовують для мікрохвильових фільтрів, а також у радіолокації і техніці зв’язку.
Хімічний елемент ітрій широко використовується для виробництва люмінофорів. Вони знайшли застосування в стільникових телефонах і екранах великих розмірів, а також флуоресцентних лампах (лінійних і компактних).
Радіоактивний ізотоп ітрій-90 використовується у променевої терапії для лікування раку.
Поточні дослідження
На думку вчених, з ітрієм працювати легше і дешевше, ніж з багатьма іншими елементами. Наприклад, дослідники використовують його замість набагато більш дорогої платини для розробки паливних елементів. Вчені з Технологічного університету Чалмерса і Технічного університету Данії використовують його разом з іншими рідкісноземельними металами в формі наночастинок, що одного разу може усунути потреба у викопному паливі та підвищити ефективність автомобілів, які живляться від батарей.
Дослідження надпровідності на основі ітрію тривають по всьому світу. Прориви робляться, зокрема, в області магнітно-резонансної томографії (МРТ). Фізик Пол Чу і його команда з Університету Х’юстона виявили, що з’єднання ітрію, барію та оксиду міді (відоме як ітрій-123) може сприяти надпровідності при температурі близько мінус 300 градусів за Фаренгейтом (мінус 184,4 градуси за Цельсієм). Вони створили матеріал, який можна охолоджувати рідким азотом, що значно знизить вартість майбутніх застосувань надпровідності. При цьому потенційні можливості його використання ще до кінця не вивчені.
