Struktura ititrio, właściwości, użycia, uzyskiwanie

On itr Jest to metal przejściowy, który należy do grupy 3 stolika okresowego i którego chemiczny symbol jest i. Chociaż nie jest częścią serii Lantanid, jest często uważany za jeden z elementów ziem rzadkich, ponieważ występuje w tych samych minerałach jak lantanowce, a także ma podobne właściwości chemiczne.

Ititrium i lantanowce są obecne w tych samych minerałach, w tym w Bastnäsicie i Monacita. Jest to stosunkowo stabilny metal w powietrzu, ze względu na warstwę jego tlenku, która zapewnia mu ochronę, ale szybko utlenia się w gorącym powietrzu.

Metalowe i ultrapuro kryształy dendrytyczne. Źródło: Jurii, CC o 3.0, Via Wikimedia Commons

Tworzą związki głównie ze stanem utleniania +3 (i³⁺), takie jak tlenek ititrio i₂ALBO₃, oraz rozpuszczalne lub nierozpuszczalne związki w wodzie.

Itrio został odkryty w 1794 r. Gadolin znalazł w minerału nieznany element, a jego odkrycia potwierdzają szwedzki chemik Anders Ekeberg, który mianował „Itrii” tlenkiem nowego metalu, podczas gdy metal nazywał się „Ittrio”.

Sam w swojej metalicznej formie nie ma zbyt wielu zastosowań, ale służy jako dodatek do wielu stopów. Z drugiej strony, jego tlenek ma wiele zastosowań pod względem materiałów, takich jak szkło i ceramika, oprócz komponowania niebieskawego pigmentu odkrytego w czasach współczesnych.

[TOC]

Struktura

Atomy ITitrium łączy się metalowym łączem, tworząc zwartą strukturę sześciokątną (HCP). Ta struktura odpowiada jednej z dwóch form alotropowych: fazy α, która jest stabilna w temperaturze pokojowej. Jednak gdy kryształy ititrium są ogrzewane do 1478 ° C, przyjmują one strukturę sześcienną, zwaną fazą β β.

Elektroniczna Konfiguracja

Konfiguracja elektroniczna ititrium

ITitrium przedstawia następującą konfigurację elektroniczną:

[Kr] 4d¹  5s²

Dlatego ma trzy elektrony Walencji, z którymi może ustanowić swoją metalową więź. Możesz także stracić te trzy elektrony, aby przekształcić się w kation i³⁺, który jest izolektroniczny z szlachetnym gazem kryptonowym.

Właściwości ITitrium

Irrio izolowane

Wygląd fizyczny

Silid White Solid Metal, lśniąca i wysoce krystaliczna, toaleta, którą można osiągnąć jako ciemnoszary proszek.

Liczba atomowa

39

Masa cząsteczkowa

89.905 g/mol

Temperatura topnienia

1526 ° C

Punkt wrzenia

2930 ºC

Może ci służyć: krzemian wapnia: właściwości, struktura, uzyskiwanie, użycia

Gęstość

4.472 g/cm³

Fusion Heat

jedenaście.42 kJ/mol

Ciepło parowe

363 kJ/mol

Pojemność kaloryczna trzonowa

26.53 J/(mol · k)

Stany utleniania

Irito może uczestniczyć w swoich związkach z dowolnym z następujących stanów utleniania: 0, +1, +2 i +3, a +3 jest najczęstszym, ponieważ jest elementem grupy 3.

Elektronialiczność

1.22 na skali Pauling

Energie jonizacyjne

Po pierwsze: 600 kJ/mol

Drugi: 1180 kJ/mol

Po trzecie: 1980 kJ/mol

Zakon magnetyczny

Jest to metal paramagnetyczny, jednak staje się nadprzewodnikiem w temperaturze -271,9 °.

Reaktywność i związki

Czysty pierwiastek jest dość stabilny, ponieważ tlenek ititrium i₂ALBO₃, Uformuj na powierzchni metalowej warstwa ochronna. Może jednak szybko utleniać się w powietrzu w temperaturach wyższych niż 450 ° C. Jeśli jest sproszkowany, nadal pali się w niższych temperaturach.

Ititrium tworzą związki nieorganiczne ze stanem utleniania +3; Na przykład: i₂ALBO₃, I (OH)₃, I₂(C₂ALBO₄)₃, Ypo₄, Yf₃, itp.

Reaguje szybko z silnymi kwasami, z wyjątkiem kwasów azotowych i fluorhorowych. Reaguje również z halogenami w temperaturach powyżej 200 ° C, tworząc haluros.

Z drugiej strony, w wysokich temperaturach związków binarnych z fosforem, selenem, węglem, fosforem, krzemem i siarką. Ititrium może być częścią organicznych związków chemicznych.

Jon ititrium i³⁺, Jest bezbarwny w roztworze, podobnie jak jego tlenek, trichlorek, siarczan i węglan.

Aplikacje

Kolorowa telewizja

Tlenek ititrium lub siarczk ititrium i₂S₃, Dopados z elementem europejskim, biorą udział w produkcji czerwonego koloru w telewizorach kolorowych, które używają rur katodowych.

GARNETY

Ittrium i żelazne granat. Źródło: Krizu w niemieckiej Wikipedii, CC BY-SA 3.0, Via Wikimedia Commons

Garnet Ittrium i Alumini (YAG), Cerio, jest używany w białych i białych diodach LED. Jest również używany, biorąc pod uwagę jego twardość, jako naśladowanie diamentu. Ponadto laser YAG, ze względu na swoją energię, jest wykorzystywany do przebijania i cięcia metali.

Tymczasem Irrito i Hierro Garnet (YIG) są używane jako filtr mikrofalowy i w transmisji energii akustycznej.

Stopy

ITitrium służy do zwiększenia odporności aluminium i stopów magnezu. Tymczasem tlenek ititrium łączy się z tlenkiem cyrkonu, tworząc stop, który interweniuje w tworzeniu bardzo odpornej ceramiki; Ceramika stosowana w elektronice, a także w tworzeniu bariery termicznej dla silników reakcyjnych.

Może ci służyć: kwas ferulowy: uzyskiwanie, funkcje, zastosowania

Stop ititrium z chromem i aluminium jest wykorzystywany do produkcji bardzo opornego na ciepło przewodnika elektrycznego.

Lekarze

Radioaktywny izotop ITIT, ⁹⁰I był stosowany w leczeniu wielu rodzajów raka. On ⁹⁰I jest to radioaktywny emiter cząstek β z pół -liteą 2.67 dni (64.1 godzina).

Jest stosowany w leczeniu różnych rodzajów raka, takich jak chłoniak i białaczka, które wpływają na leukocyty. Również w przypadku wątroby, jajników, kolonu okrężnicy, trzustki i raka kości.

On ⁹⁰I jest podawane, stosując kilka metod, przez naczynia krwionośne, które prowadzą krew do tkanek, w których występuje guz nowotworowy.

Możesz dołączyć do przeciwciał monoklonalnych skierowanych konkretnie przeciwko komórkom nowotworowym. Łącząc przeciwciała do komórek nowotworowych, umożliwia utrwalenie ⁹⁰I im w ten sposób pozwalają na ich zniszczenie. Mikro -kule są również wykorzystywane do transportu izotopu do tkanki nowotworowej.

Ta technika nazywa się radioembolizacją, a treść treści ⁹⁰I są wstrzykiwani do naczyń krwionośnych, które prowadzą do wątroby nowotworowej. Ponadto ⁹⁰I do maleńkich igieł stosowanych w leczeniu stawów zapalnych, zwłaszcza kolan.

Ceramika i szkło

Ititrium stosuje się do produkcji krzemowych nitruro, związku stosowanego w opracowaniu ceramiki o 8 -dystansu 8.5 (Skala MOHS), używana w kawałkach piekarnika. Ititrium tlenek stosuje się do produkcji szkła i ceramiki o niskiej ekspansji cieplnej.

Pigment

Niebieski, najnowszy i nietoksyczny pigment, który zawiera atomy ititrium w swoim składzie. Źródło: More Subramanian, CC BY-SA 4.0, Via Wikimedia Commons

Jednym z stosunkowo najnowszych zastosowań (2009) Irito jest jako składnik w przygotowaniu pigmentu: Yinmn Blue (obraz powyżej), odkryty przez naukowców z University of Oregon. Jego formuła to yin_1-XMn_XALBO₃, i dlatego jego krystaliczna struktura składa się z tlenków ititrium, indyjskiego i manganu.

Yinmn Blue to ostatni pigment, który został odkryty po kobalcie niebieskim, węglowym₂ALBO₄, dwieście lat temu, w 1802 roku. Charakteryzuje się, jak widać, żywe i modyfikowalne kolory. Ponadto jest to stabilny i nietoksyczny pigment.

Może ci służyć: neopentil: struktura, cechy, nomenklatura, szkolenie

Inni

Istnieją związki ititrium, które są stosowane jako katalizatory do polimeryzacji etylenu. Metaliczny iTitrium służy do opracowania elektrod w wysokowydajnych świecach zapłonowych. Wanadio i inne metale nieżelazne są również stosowane do dekorowania.

Ititrium jest częścią nadprzewodnika tlenku miedzi, baru i iTitrio, znanego jako „YBCO”. W tym nadprzewodniczącym ciekłym azocie jest stosowany w celu zmniejszenia temperatury zamiast helu, co w ten sposób pozwala na zmniejszenie kosztów.

Ititrium jest włączane do katod niektórych baterii żelaza i litowego fosforanu (LFP).

Uzyskanie

Ititrium ma obfitość 33 ppm w skórce Ziemi. Jest częścią niektórych minerałów wraz z elementami ziem rzadkich. Jest wykorzystywany komercyjnie z monacitu, który zawiera 3% metalu i Bastnäsita, z 0.2 % tego samego.

Jednak występuje również w minerałach, takich jak gadolinita, euxenita i ksenotima Malezji, która zawiera do 60% otrium w postaci fosforanu.

Ititrium tlenek można uzyskać z mieszaniny z tlenkami pierwiastków ziem rzadkich, rozpuszczając materiał, który zawiera je w kwasie siarkowym, a następnie frakcjonując metodą chromatografii wymiany jonowej.

Ititrium można oczyszczyć metodą wykorzystującą kwas szczawiowy i która ostatecznie wytwarza fluor, wcześniejsza interwencja fluoru wodoru. Fluor ititrium jest zmniejszony w metalicznym iTitrium poprzez zmniejszenie przy użyciu wapnia jako środka redukującego w wysokich temperaturach.

Izotopy

Ititrium ma w sumie 33 izotopy, których masy różnią się od ⁷⁶I Al ¹⁰⁸I. Jedynym stabilnym izotopem jest ⁸⁹I podczas gdy pozostałe izotopy są radioaktywne, większość to cząstki beta (β^- i β⁺). Mniej stabilny radioaktywny izotop to ¹⁰⁶I z półfinią mniej niż 150 nanosekund.

Tymczasem najbardziej stabilnym radioaktywnym izotopem jest ⁸⁸I z pół -literem wynoszącym 106.626 dni. Większość radioaktywnych izotopów ititrium ma pół życia mniej niż 1 godzinę.

Bibliografia

1. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (czwarta edycja). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Itr. Źródło: w:.Wikipedia.org
3. Redaktorzy Enyclopaedia Britannica. (2020). Itr. Odzyskane z: Britannica.com
4. Dr. Doug Stewart. (2020). Fakty elementów itrium. Odzyskane z: Chemicool.com
5. Advameg. (2020). Element chemiczny itr. Odzyskane z: chemistryrexplaed.com
6. Lentech b.V. (2020). Itr. Odzyskane z: lentech.com
7. Personel nauk ścisłych na żywo. (24 sierpnia 2018 r.). Fakty o itrium. Odzyskane z: Livescience.com
8. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (25 sierpnia 2020). Fakty i Element i Element. Odzyskane: z: Thoughtco.com
9. Krajowe laboratorium Alamos. (2016). Itr. Źródło: okresowe.Lanl.Gov