Das Element Yttrium wurde Ende des 18. Jahrhunderts entdeckt. Doch erst in den letzten Jahrzehnten hat dieses weiche, silbrige Metall breite Anwendung in verschiedenen Bereichen gefunden: Chemie, Physik, Computertechnologie, Energie, Medizin und andere. Elektronische Formel von Yttrium (Atom): Y - 1s 2 2s 2 2p 6 3s2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 1 5s 2.
Fakten
Ordnungszahl (Anzahl der Protonen im Kern): 39.
Atomzeichen (im Periodensystem der Elemente): Y.
Atommasse: 88, 906.
Eigenschaften: Yttrium schmilzt bei 2772 Grad Fahrenheit (1522 Grad Celsius); Siedepunkt - 6053 F (3345 ° C). Die Dichte des Metalls beträgt 4,47 Gramm pro Kubikzentimeter. Bei Raumtemperatur befindet es sich in einem festen Zustand. An der Luft ist es mit einem oxidischen Schutzfilm bedeckt. In kochendem Wasser wird Sauerstoff oxidiert, er reagiert mit mineralischen Essigsäuren. Beim Erhitzen kann es mit Elementen wie Halogenen, Wasserstoff, Stickstoff,Schwefel und Phosphor.
Beschreibung
Das chemische Element Yttrium im Periodensystem gehört zu den Übergangsmetallen. Sie zeichnen sich durch Festigkeit und gleichzeitig Biegsamkeit aus, weshalb einige von ihnen, wie Kupfer und Nickel, häufig für Drähte verwendet werden. Yttrium-Drähte und -Stäbe werden auch in der Elektronik und Solarstromerzeugung verwendet. Yttrium wird auch in Lasern, Keramik, Kameraobjektiven und Dutzenden anderen Artikeln verwendet.
Das chemische Element Yttrium gehört ebenfalls zu den Seltenen Erden. Trotz dieses Namens sind sie auf der ganzen Welt ziemlich zahlreich. Insgesamt sind 17 bekannt.
Yttrium wird jedoch selten allein verwendet. Typischerweise wird es zur Bildung von Verbindungen wie Yttrium, Barium und Kupferoxid verwendet. Damit wurde eine neue Phase der Erforschung der Hochtemperatur-Supraleitung eröffnet. Yttrium wird auch Metalllegierungen zugesetzt, um die Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit zu verbessern.
Geschichte
Im Jahr 1787 entdeckte Carl Axel Arrhenius, ein schwedischer Armeeleutnant und Teilzeit-Chemiker, einen ungewöhnlichen schwarzen Stein, als er einen Steinbruch in der Nähe von Ytterby, einer kleinen Stadt in der Nähe der schwedischen Hauptstadt Stockholm, erkundete. Arrhenius dachte, er hätte ein neues Mineral entdeckt, das Wolfram enthält, und schickte eine Probe zur Analyse an Johan Gadolin, einen finnischen Mineralogen und Chemiker.
Gadolin isolierte das chemische Element Yttrium in einem Mineral, das später nach ihm benannt wurdeGadolinit. Der Name des neuen Metalls stammt jeweils von Ytterby, dem Ort seiner Entdeckung.
1843 untersuchte ein schwedischer Chemiker namens Carl Gustav Mosander Yttriumproben und stellte fest, dass sie drei Oxide enthielten. Damals hießen sie Yttrium, Erbium und Terbium. Diese sind jetzt als weißes Yttriumoxid, gelbes Terbiumoxid bzw. rosafarbenes Erbiumoxid bekannt. Ein viertes Oxid, Ytterbiumoxid, wurde 1878 identifiziert.
Quellen
Obwohl das chemische Element Yttrium in Skandinavien entdeckt wurde, kommt es in anderen Ländern viel häufiger vor. China, Russland, Indien, Malaysia und Australien sind die führenden Produzenten. Im April 2018 entdeckten Wissenschaftler auf einer kleinen japanischen Insel namens Minamitori eine riesige Lagerstätte von Seltenerdmetallen, darunter Yttrium.
Es kann unter den meisten Seltenerdmineralien gefunden werden, aber es wurde nie als eigenständiges Element in der Erdkruste gefunden. Auch der menschliche Körper enthält dieses Element in winzigen Mengen, normalerweise konzentriert in Leber, Nieren und Knochen.
Verwenden
Vor der Ära der Flachbildfernseher hatten sie große Kathodenstrahlröhren, die das Bild auf eine Leinwand projizierten. Mit Europium dotiertes Yttriumoxid lieferte die rote Farbe.
Es wird auch Zirkoniumoxid (Zirkoniumdioxid) zugesetzt, um eine Legierung zu erh alten, die dessen Kristallstruktur stabilisiert, die sich normalerweise darunter ändertTemperatur.
Synthetische Granate aus Yttrium-Aluminium-Komposit wurden in den 1970er Jahren in großen Mengen verkauft, aber sie wichen schließlich Zirkonium. Heute werden sie als Kristalle verwendet, die das Licht in industriellen Lasern verstärken. Darüber hinaus werden sie für Mikrowellenfilter sowie in der Radar- und Kommunikationstechnik eingesetzt.
Das chemische Element Yttrium wird in großem Umfang zur Herstellung von Leuchtstoffen verwendet. Sie haben Verwendung in Mobiltelefonen und großen Bildschirmen sowie in Leuchtstofflampen (linear und kompakt) gefunden.
Das radioaktive Isotop Yttrium-90 wird in der Strahlentherapie zur Behandlung von Krebs eingesetzt.
Laufende Forschung
Yttrium ist laut Wissenschaftlern einfacher und billiger zu verarbeiten als viele andere Elemente. Forscher verwenden es beispielsweise anstelle des viel teureren Platins, um Brennstoffzellen zu entwickeln. Wissenschaftler der Chalmers University of Technology und der Technical University of Denmark verwenden es zusammen mit anderen Seltenerdmetallen in Nanopartikelform, die eines Tages den Bedarf an fossilen Brennstoffen eliminieren und die Effizienz von batteriebetriebenen Autos verbessern könnten.
Die Erforschung der Yttrium-basierten Supraleitung geht weltweit weiter. Insbesondere auf dem Gebiet der Magnetresonanztomographie (MRT) werden Durchbrüche erzielt. Der Physiker Paul Chu und sein Team von der University of Houston haben entdeckt, dass eine Verbindung aus Yttrium, Barium und Kupferoxid (bekannt als Yttrium-123) dazu beitragen kannSupraleitung bei etwa minus 300 Grad Fahrenheit (minus 184,4 Grad Celsius). Sie haben ein Material geschaffen, das mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden kann, was die Kosten zukünftiger Anwendungen der Supraleitung erheblich senken wird. Seine Einsatzmöglichkeiten sind jedoch noch nicht vollständig erforscht.
