ítrio - Yttrium


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Ítrio,   39 Y
Ítrio dendrítica sublimado e cube.jpg 1cm3
Propriedades gerais
Pronúncia / t r i ə m / ( IT -ree-əm )
Aparência branco prateado
Peso atómico Padrão ( A r, padrão ) 88,905 84 (1)
Ítrio na tabela periódica
hidrogênio Hélio
Lítio Berílio Boro Carbono Azoto Oxigênio Flúor Néon
Sódio Magnésio Alumínio Silício Fósforo Enxofre Cloro argão
Potássio Cálcio Escândio Titânio Vanádio crômio Manganês Ferro Cobalto Níquel Cobre Zinco Gálio Germânio Arsênico Selênio Bromo criptônio
Rubídio Estrôncio Ítrio Zircônio Nióbio Molibdênio tecnécio Rutênio Ródio Paládio Prata Cádmio Indium Lata antimônio Telúrio Iodo xênon
Césio Bário Lantânio Cério Praseodímio neodímio Promécio Samário európio gadolínio Térbio disprósio Holmium Erbium Túlio Itérbio lutécio Háfnio Tântalo Tungstênio rênio Ósmio Iridium Platina Ouro Mercúrio (elemento) Tálio Conduzir Bismuto Polônio Astatine radão
francium Rádio Actínio Tório Protactínio Urânio Neptúnio Plutônio amerício curandeiro Berkelium californium Einsteinium fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium dubnium seaborgium Bohrium hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium fleróvio Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
Sc

Y

La
estrôncioítriozircônio
Número atómico ( Z ) 39
Grupo grupo 3
Período período de 5
Quadra d-bloco
categoria de elemento   metal de transição
configuração eletrônica [ Kr ] 4d uma 5s 2
Elétrons por shell
2, 8, 18, 9, 2
Propriedades físicas
Fase em  STP sólido
Ponto de fusão 1799  K (1526 ° C, 2779 ° F)
Ponto de ebulição 3203 K (2930 ° C, 5306 ° F)
Densidade (perto  rt ) 4,472 g / cm 3
quando o líquido (no  pf ) 4,24 g / cm 3
Calor de fusão 11,42  kJ / mol
Calor da vaporização 363 kJ / mol
capacidade térmica molar 26,53 J / (mol · K)
Pressão de vapor
P  (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
em  T  (K) 1883 2075 (2320) (2627) (3036) (3607)
Propriedades atômicas
estados de oxidação 1, 2, 3 (a fracamente básico de óxido)
Eletro-negatividade escala Pauling: 1,22
energias de ionização
  • 1: 600 kJ / mol
  • 2: 1180 kJ / mol
  • 3: 1980 kJ / mol
Raio atômico empírica: 180  pm
raio covalente 190 ± 07:00
Linhas de cor em uma faixa espectral
Linhas espectrais de ítrio
outras propriedades
Estrutura de cristal hexagonal compacta-fim (HCP)
perto embalado estrutura cristalina hexagonal para ítrio
Velocidade do som haste fina 3300 m / s (a 20 ° C)
Expansão térmica α, poli: 10,6 pm / (m-K) (em RT )
Condutividade térmica 17,2 W / (mK)
Resistividade elétrica α, poli: 596 Nco · m (em RT )
ordenamento magnético paramagnético
susceptibilidade magnética + 2,15 · 10 -6  cm 3 / mol (2928 K)
Módulo de Young 63,5 GPa
módulo de cisalhamento 25,6 GPa
módulo de volume 41,2 GPa
coeficiente de Poisson 0,243
dureza Brinell 200-589 MPa
Número CAS 7440-65-5
História
Naming após Ytterby (Suécia) e o seu mineral ytterbite  (gadolinita)
Descoberta Johan Gadolin (1794)
primeiro isolamento Heinrich Rose (1843)
Principais isótopos de ítrio
Isótopo Abundância Meia-vida ( t 1/2 ) modo de decaimento produtos
87 Y syn 3,4 d ε 87 Sr
γ -
88 Y syn 106,6 d ε 88 Sr
γ -
89 Y 100% estável
90 Y syn 2,7 d β - 90 Zr
γ -
91 Y syn 58,5 d β - 91 Zr
γ -
| referências

O ítrio é um elemento químico com o símbolo Y e o número atómico 39. É um prateado-metálicos de metal de transição quimicamente semelhantes para os lantanídeos e muitas vezes tem sido classificada como um " elemento de terras-raras ". Ítrio é quase sempre encontrado em combinação com elementos lantanídeos em minerais de terras raras , e nunca é encontrado na natureza como elemento livre. 89 Y é a única estável isótopo , e o único isótopo encontrada na crosta terrestre .

Em 1787, Carl Axel Arrhenius encontrou um novo mineral perto Ytterby na Suécia e nomeou- ytterbite , após a aldeia. Johan Gadolin descoberto óxido de ítrio na amostra de Arrhenius em 1789, e Anders Gustaf Ekeberg nomeado o novo óxido de ítrio . Ítrio Elemental foi isolado pela primeira vez em 1828 por Friedrich Wöhler .

Os usos mais importantes de ítrio são LEDs e fósforos , particularmente os fósforos vermelhos no aparelho de televisão de tubo de raios catódicos (CRT). O ítrio também é usado na produção de eléctrodos , electrólitos , filtros electrónicos , lasers , supercondutores , várias aplicações médicas, e traçando vários materiais para melhorar as suas propriedades.

Ítrio não tem conhecido biológica papel. A exposição a compostos de itrio pode causar doença pulmonar em humanos.

Características

propriedades

O ítrio é um, prata metálica macia, brilhante e altamente cristalina do metal de transição no grupo 3 . Como esperado por propriedades periódicas , é menos electronegativo que o seu antecessor no grupo, escândio , e menos electronegativo que o próximo membro de período de 5 , zircónio ; Além disso, é mais eletronegativo para o seu sucessor em seu grupo, lantânio , estar mais perto de eletronegatividade para as posteriores lantanídeos devido à contração dos lantanídeos . O ítrio é o primeiro bloco-d elemento no quinto período.

O elemento puro é relativamente estável em ar em forma de grandes quantidades, devido a passivação de um óxido de protecção ( Y
2
ó
3
) As películas que se forma sobre a superfície. Este filme pode atingir uma espessura de 10 ? Mem que o ítrio é aquecida a 750 °Cemvapor de água. Quando finamente dividido, no entanto, ítrio é muito instável no ar; aparas ouaparasde metal podem inflamar-se ao ar a temperaturas superiores a 400 ° C. Nitreto de ítrio(SN) é formado quando o metal é aquecido a 1000 ° C emazoto.

Similaridade com os lantanídeos

As semelhanças de ítrio aos lantanídeos são tão fortes que o elemento historicamente foi agrupado com eles como um elemento de terras raras , e é sempre encontrado na natureza juntamente com eles, os minerais de terras raras . Quimicamente, ítrio assemelha-se esses elementos mais estreitamente do que o seu vizinho na tabela periódica, escândio , e se propriedades físicas foram representados graficamente contra o nero atico , ele teria um número aparente de 64,5-67,5, colocando-a entre a lantanídeos gadolínio e érbio .

É muitas vezes também cai na mesma gama de fim da reacção, que se assemelha de térbio e de disprósio , na sua reactividade química. O ítrio é tão perto em tamanho para o assim chamado 'grupo de ítrio' de iões lantanídeos pesados que em solução, que se comporta como se fosse um deles. Mesmo que os lantanídeos são uma linha mais abaixo na tabela periódica de ítrio, a semelhança em raio atómico pode ser atribuído à contracção dos lantanídeos .

Uma das poucas diferenças notáveis entre a química de ítrio eo dos lantanídeos é que o ítrio é quase exclusivamente trivalente , ao passo que cerca de metade dos lantanídeos pode ter outras valências que três; no entanto, apenas para quatro dos quinze lantanídeos são estas outras valências importantes em solução aquosa ( Ce IV , Sm II , Eu II , e Yb II ).

Os compostos e reacções

Como um metal de transição trivalente, ítrio forma vários compostos inorgânicos , em geral, o estado de oxidação de +3, dando-se todos os três dos seus electrões de valência . Um bom exemplo é o ítrio (III), óxido de ( Y
2
ó
3
), também conhecido como óxido de ítrio, um de seiscoordenadassólido branco.

Ítrio forma um insolúvel em água de flúor , hidróxido , e oxalato , mas o seu brometo , cloreto , iodeto , nitrato e sulfato são todos solúveis em água. O Y 3+ ião é incolor em solução por causa da ausência de electrões nas d e f conchas electrões .

A água reage facilmente com ítrio e seus compostos para formar Y
2
ó
3
. Concentrounítricoeácidos fluorídriconão atacam rapidamente ítrio, mas outros ácidos fortes fazer.

Com halogéneos , formas ítrio tri-halogenetos , tais como ítrio (III), fluoreto ( YF
3
),ítrio (III) cloreto de(YCL
3
), eítrio brometo de (III)(YBR
3
) a temperaturas acima de aproximadamente 200 ° C. Da mesma forma,carbono,fósforo,selénio,silícioeenxofretodos formarcompostos binárioscom ítrio a temperaturas elevadas.

Organoyttrium química é o estudo de compostos que contêm ligações de carbono-ítrio. Alguns destes são conhecidos por terem ítrio no estado de oxidação 0. (O estado 2 tem sido observada em fundidos de cloreto, e um em agrupamentos de óxido na fase gasosa.) Alguns trimerização reacções foram gerados com compostos organoyttrium como catalisadores. Estas sínteses usar YCL
3
como um material de partida, obtido a partir deY
2
ó
3
e concentradoácido clorídricoecloreto de amónio.

Hapticity é um termo usado para descrever a coordenação de um grupo de átomos contíguos de um ligando ligado ao átomo central; é indicado pelo personagem grega eta , η. Complexos de ítrio foram os primeiros exemplos de complexos onde carboranyl ligandos foram ligados ao anúncio 0 centro -metal através de um η 7 -hapticity. A vaporização da intercalação grafite compostos de grafite-Y ou graphite- Y
2
ó
3
conduz à formação defulerenos endohedraltais como Y @ C82. Espectroscopia de ressonância de spinestudos indicaram a formação de Y3+e (C82)3-pares de iões. OscarbonetosY3C, Y2C, e YC2pode ser hidrolisado para formarhidrocarbonetos.

Isótopos e nucleossíntese

Ítrio no sistema solar foi criado através nucleosynthesis estelar , principalmente pela s-processo (≈72%), mas também pelo processo-r (≈28%). O processo consiste em r rápida captura de neutrões de elementos mais leves durante supernovas explosões. O s-processo é um processo lento nêutrons captura de elementos mais leves dentro pulsantes gigantes vermelhas estrelas.

local de forma irregular Granulado amarelo com borda vermelha sobre um fundo preto
Mira é um exemplo do tipo de estrela gigante vermelha, onde a maior parte do ítrio do sistema solar foi criado

Isótopos ítrio estão entre os produtos mais comuns da fissão nuclear do urânio em explosões nucleares e reatores nucleares. No contexto de resíduos nucleares de gestão, os isótopos mais importantes de ítrio são 91 Y e 90 Y, com meias-vidas de 58,51 dias e 64 horas, respectivamente. Embora 90 Y tem uma meia-vida curta, ele existe em equilíbrio secular com sua longa duração isótopo pai, estrôncio-90 ( 90 Sr) com uma meia-vida de 29 anos.

Todos os elementos do grupo 3 tem um ângulo diferente número atómico , e, por conseguinte, alguns estáveis isótopos . Escândio tem um isótopo estável , e ítrio si só tem um isótopo estável, 89 Y, o qual também é o único isótopo que ocorre naturalmente. No entanto, os lantanídeos terras raras conter elementos de número par atômica e muitos isótopos estáveis. Ítrio-89 está pensado para ser mais abundantes do que ele de outro modo seria, devido, em parte, para a s-processo, o que permite tempo suficiente para isótopos criadas por outros processos para se decompor por emissão de electrões (de neutrões → protão). Tal um processo lento tende a favorecer isótopos com números de massa atómica (A = protões + neutrões) cerca de 90, 138 e 208, que têm invulgarmente estável núcleos atómicos com 50, 82, e 126 neutrões, respectivamente. 89 Y tem um número de massa perto de 90 e 50 tem neutrões no seu núcleo.

Pelo menos 32 isótopos sintéticos de ítrio foram observadas, e estes variam em número de massa atómica de 76 a 108. A menos estável destes é 106 Y com uma meia-vida de> 150  ns ( 76 Y tem uma meia-vida de> 200 ns) e o mais estável é 88 Y com uma meia-vida de 106.626 dias. Para além dos isótopos 91 Y, 87 Y, e 90 Y, com meias-vidas de 58,51 dias, 79,8 horas e 64 horas, respectivamente, todos os outros isótopos têm semi-vidas de menos do que um dia, e mais de menos do que um hora.

Isótopos ítrio com números de massa de ou abaixo de 88 decaimento principalmente por emissão de positrões (protão → neutrões) para formar estrôncio ( Z = 38) isótopos. Isótopos ítrio com números de massa igual ou superior a 90 decaimento principalmente por emissão de electrões (de neutrões → protão) para formar zircónio (Z = 40) isótopos. Isótopos com números de massa igual ou superior a 97 também são conhecidos por terem vias de decaimento menores de β - retardada emissão de neutrões .

Ítrio tem, pelo menos, 20 metaestável ( "excitado") ismeros que varia em número de massa de 78 a 102. múltiplos estados de excitação ter sido observado por 80 Y e 97 Y. Enquanto a maioria dos isómeros de ítrio são esperados a ser menos estáveis do que o seu estado fundamental , 78m Y, 84m Y, 85m Y, 96m Y, 98m1 Y, 100m Y, e 102m Y têm meias-vidas mais longas do que os seus estados fundamentais, uma vez que estes isómeros decaimento por decaimento beta ao invés de transição isomérica .

História

Em 1787, tenente do exército e químico a tempo parcial Carl Axel Arrhenius descobriu uma rocha preta pesada em uma antiga pedreira perto da aldeia sueca de Ytterby (agora parte do Arquipélago de Estocolmo ). Pensando que era um mineral desconhecido que contém o elemento recém-descoberto de tungstênio , ele nomeou- ytterbite e enviou amostras a vários químicos para análise.

pintura peito preto e branco de um jovem com lenço de pescoço com um casaco.  O cabelo só é levemente pintado e parece cinzento.
Johan Gadolin descoberto óxido de ítrio

Johan Gadolin na Universidade de Åbo identificou um novo óxido (ou " terra ") em amostra de Arrhenius em 1789, e publicou sua análise concluída em 1794. Anders Gustaf Ekeberg confirmou a identificação em 1797 e nomeado o novo óxido de ítrio . Nas décadas posteriores Antoine Lavoisier desenvolveu a primeira definição moderna de elementos químicos , acreditava-se que terras poderia ser reduzida aos seus elementos, o que significa que a descoberta de uma nova terra era equivalente à descoberta do elemento dentro, que neste caso seria tem sido ítrio .

Em 1843, Carl Gustaf Mosander descobriram que as amostras de ítria continha três óxidos: branco de óxido de ítrio (óxido de ítrio), amarelo de óxido de térbio (confusa, esta foi chamado 'érbia' no momento) e rosa-cor de óxido de érbio (chamado 'térbia' em A Hora). Um quarto óxido, óxido de itérbio , foi isolado em 1878 por Jean Charles Galissard de Marignac . Novos elementos foram posteriormente isolados uns dos óxidos, e cada elemento foi chamado, de alguma forma, depois de Ytterby, a aldeia perto da pedreira onde foram encontrados (ver itérbio , térbio , e érbio ). Nas décadas seguintes, outros sete novos metais foram descobertos em "yttria de Gadolin". Desde yttria foi encontrado para ser um mineral e não um óxido, Martin Heinrich Klaproth rebatizou- gadolinite em honra de Gadolin.

Friedrich Wöhler equivocadamente pensou que ele tinha isolado o metal em 1828 a partir de um cloreto volátil ele deveria ser cloreto de ítrio, mas Heinrich Rose provou o contrário em 1843 e corretamente isolado o elemento-se naquele ano.

Até o início dos anos 1920, o símbolo químico Yt foi usado para o elemento, depois do qual Y entrou em uso comum.

Em 1987, óxido de cobre bário ítrio foi encontrado para alcançar a supercondutividade de alta temperatura . Foi apenas o segundo material conhecido para exibem esta propriedade, e foi o primeiro material conhecido para alcançar supercondutividade acima do (economicamente importante) ponto de ebulição de azoto.

Ocorrência

Três coluna em forma de cristais castanho sobre um fundo branco
Xénotime cristais contêm ítrio

Abundância

Ítrio é encontrado na maioria dos minerais de terras raras , que é encontrado em alguns urânio minérios, mas nunca é encontrado na crosta da Terra como elemento livre. Cerca de 31  ppm da crosta da Terra é ítrio, tornando-se o 28º elemento mais abundante, 400 vezes mais comum do que a prata . O ítrio é encontrado no solo em concentrações entre 10 e 150 ppm (média de peso seco de 23 ppm) e em água do mar a 9  ppt . Amostras de rochas lunares coletadas durante o americano Projeto Apollo tem um teor relativamente elevado de ítrio.

Ítrio não tem nenhum papel biológico conhecido, embora seja encontrado na maioria, se não todos, os organismos e tende a concentrar-se no fígado, rim, baço, pulmões e ossos de seres humanos. Normalmente, tão pouco como 0,5 miligramas é encontrada em todo o corpo humano; humano leite materno contém 4 ppm. Ítrio podem ser encontrados em plantas comestíveis em concentrações de entre 20 ppm e 100 ppm (peso fresco), com couve possuindo a maior quantidade. Com tanto como 700 ppm, as sementes de plantas lenhosas têm concentrações mais elevadas conhecidas.

Em abril de 2018 Não relatórios da descoberta de grandes reservas de elementos de terras raras em uma pequena ilha japonesa. Minami-Torishima ilha , também conhecido como Marcus Island, é descrito como tendo "potencial tremendo" para os elementos de terras raras e de ítrio (REY), de acordo com um estudo publicado em relatórios científicos.

"Esta lama REY-rico tem um grande potencial como um recurso de metal de terras raras por causa da enorme quantidade disponível e suas características mineralógicas vantajosas", diz o estudo. O estudo mostra que mais de 16 milhões de toneladas de elementos de terras raras pode ser "explorado no futuro próximo."

Incluindo Ytrrium (Y), que é usado em produtos como lentes de câmeras e telas de telefones celulares, os elementos de terras-raras encontradas são: európio (UE), térbio (Tb) e disprósio (Dy).

Produção

Desde ítrio é quimicamente de modo semelhante aos lantanídeos, ocorre nos mesmos minérios ( minerais de terras raras ) e é extraído pelos mesmos processos de refinamento. Uma ligeira distinção é reconhecida entre a luz (TRL) e os elementos de terras raras pesados (ETRP), mas a distinção não é perfeito. O ítrio é concentrada no grupo ETRP devido ao seu tamanho de iões, embora tenha uma baixa massa atómica .

Cerca de cubo em forma de pedaço de metal cinzento sujo com uma estrutura superficial irregular.
Um pedaço de ítrio. Ítrio é difícil separar a partir de outros elementos de terras-raras.

elementos de terras raras (ETR) vêm principalmente de quatro fontes:

  • Carbonato e fluoreto contendo minérios, tais como o ETRL bastnäsite ([(Ce, La, etc.) (CO 3 ) F]) contêm uma média de 0,1% de ítrio em comparação com a de 99,9% para os outros 16 REE. A principal fonte para bastnäsite de 1960 a 1990 foi a mina de terra rara Mountain Pass , na Califórnia, tornando os Estados Unidos o maior produtor de REEs durante esse período. O nome "bastnäsite" é na verdade um nome de grupo, e o sufixo Levinson é usado nos nomes correctos minerais, por exemplo, bästnasite- (Y) tem Y como um elemento dominante.
  • Monazite ([( Ce , La , etc.) PO 4 ]), o qual é principalmente fosfato, é um depósito de aluvião de areia criado pelo transporte e separação gravitacional de granito erodido. Monazite como um minério ETRL contém 2% (ou 3%) de ítrio. Os maiores depósitos foram encontrados na Índia e no Brasil no início do século 20, tornando esses dois países maiores produtores de ítrio na primeira metade daquele século. Do grupo monazite, o membro Ce-dominante, monazite- (Ce), é o mais comum.
  • Xenotime , um fosfato REE, é o principal minério ETRP contendo tanto quanto 60% de ítrio, como fosfato de ítrio (OJP 4 ). Isto aplica-se a xenotime- (Y). A maior mina é o Bayan Obo depósito na China, tornando a China o maior exportador para ETRP desde o fechamento da mina de Mountain Pass na década de 1990.
  • Ion argilas de absorção ou argilas Lognan são os produtos de desgaste de granito e conter apenas 1% da REE. O concentrado de minério de final pode conter tanto como 8% de rio. Ion argilas de absorção são na sua maioria no sul da China. Ítrio também é encontrada em samarskita e fergusonite (que também representam nomes de grupo).

Um método para a obtenção de ítrio puro a partir de minérios mistos de óxido é para dissolver o óxido em ácido sulfúrico e fraccionar-lo por permuta iónica cromatografia . Com a adição de ácido oxálico , o oxalato de itrio precipita. O oxalato é convertido no óxido por aquecimento sob oxigénio. Ao fazer reagir o óxido de ítrio resultante com fluoreto de hidrogénio , fluoreto de ítrio é obtido. Quando os sais de amónio quaternário são utilizados como extractores, mais ítrio permanecerá na fase aquosa. Quando o contra-ião é o nitrato, os lantanídeos leves são removidos, e, quando o contra-ião é tiocianato, os lantanídeos pesados são removidos. Desta forma, são obtidos os sais de itrio de 99,999% de pureza. Na situação normal, em que o ítrio está numa mistura que é dois terços pesada-lantanídeo, ítrio deve ser removido o mais rapidamente possível para facilitar a separação dos restantes elementos.

Produção mundial anual de óxido de ítrio tinha atingido 600  toneladas em 2001; em 2014 tinha aumentado para 7.000 toneladas. Reservas mundiais de óxido de ítrio foram estimados em 2014 para ser mais de 500.000 toneladas. Os países líderes para essas reservas incluíram Austrália, Brasil, China, Índia e Estados Unidos. Apenas algumas toneladas de ítrio metais são produzidos todos os anos, reduzindo fluoreto de ítrio a uma esponja metálica com cálcio de magnésio da liga. A temperatura de um forno de arco superior a 1600 ° C é suficiente para fundir o ítrio.

aplicações

Consumidor

Quarenta colunas de pontos ovais, 30 pontos de altura.  Primeiro vermelho do que verde do que azul.  As colunas de começos vermelhos com apenas quatro pontos em vermelho do fundo tornando-se mais com cada coluna à direita
Ítrio é um dos elementos que foi usado para fazer a cor vermelha em televisores CRT

O componente vermelho de cor de televisão tubos de raios catódicos é normalmente emitido a partir de um óxido de ítrio ( Y
2
ó
3
)
ou sulfureto de óxido de ítrio (Y
2
ó
2
S
reticulado) hospedeirodopadocomeurópio (III)catião (Eu3+)substâncias fosforescentes. O próprio cor vermelha é emitida a partir do európio enquanto o ítrio recolhe a energia docanhão de elétronse passa para o fósforo. Os compostos de itrio pode servir como hospedeiras reticulados por dopagem com diferenteslantanídeoscatiões. Tb 3+ pode ser usado como um agente de dopagem para produzir verdeluminescência. Como tais compostos, tais como ítrio granada de ítrio e alumínio (YAG) são úteis para fósforos e são um componente importante de brancoLEDs.

Ítria é usado como uma sinterização aditivo na produção de porosa de nitreto de silício . É usado como um material de partida comum para a ciência dos materiais e para a produção de outros compostos de ítrio.

Os compostos de itrio são usados como um catalisador para etileno polimerização . Como metal, ítrio é usado sobre os eléctrodos de cerca de alto desempenho velas de ignição . O ítrio é utilizado em mantos de gás para propano lanternas como um substituto para o tório , o qual é radioactivo .

Actualmente em desenvolvimento é zircónia estabilizado com ítrio como um electrólito sólido e como um sensor de oxigénio em sistemas de escape de automóveis.

granadas

Nd: YAG haste 0,5 cm de diâmetro

O ítrio é usado na produção de uma grande variedade de granadas sintéticos , e ítria é usado para fazer granadas de ferro ítrio ( Y
3
Fe
5
S
12
, também "YIG"), que são muito eficazesmicroondas filtros. Ítrio,ferro,alumínioegadolíniogranadas (por exemplo, Y3(Fe, Al)5ó12e Y3(Fe, Ga)5S12) tem importantesmagnéticospropriedades. YIG também é muito eficiente como um transmissor de energia acústica e transdutor. Granadas ítrio-alumínio(Y
3
Al
5
S
12
ou YAG) tem umadurezade 8,5 e também é usado como umapedra preciosaem jóias (simuladodiamante). Cériodopado com granada de ítrio e alumínio (YAG: Ce) de cristais são utilizados como luminóforos de fazer brancoLEDs.

YAG , ítrio, fluoreto de lítio ítrio ( LiYF
4
), eortovanadato de ítrio(YVO
4
) são usados em combinação comdopantestais comoneodímio,érbio,itérbioem quase-infravermelhos lasers. YAG pode operar a alta energia e são usados para a perfuração e corte de metal. Os cristais individuais de YAG dopado são normalmente produzidos peloprocesso Czochralski.

potenciador de materiais

Pequenas quantidades de ítrio (0,1 a 0,2%) foram usadas para reduzir os tamanhos de grão de crómio , molibdénio , titânio , e zircónio . O ítrio é utilizado para aumentar a força de alumínio e magnésio ligas. A adição de ítrio de ligas geralmente melhora a trabalhabilidade, adiciona resistência à recristalização de alta temperatura, e aumenta significativamente a resistência a alta temperatura de oxidação (ver discussão abaixo nódulo de grafite).

Ítrio pode ser usado para desoxidar vanádio e outros metais não-ferrosos . Ítria estabiliza a forma cúbica da zircônia em jóias.

Ítrio tem sido estudada como uma nodulizer em ferro fundido dúctil , formando a grafite em nódulos compactos, em vez de flocos para aumentar a ductilidade e a resistência à fadiga. Tendo um alto ponto de fusão , óxido de ítrio é utilizado em alguns cerâmica e vidro para conferir choque resistência e de baixa expansão térmica propriedades. Essas mesmas propriedades fazem tais vidro útil para lentes de câmera .

Médico

O isótopo radioactivo ítrio-90 é usado em medicamentos, tais como ítrio Y 90-DOTA-Tyr3-octreotida e ítrio Y 90 ibritumomab tiuxetano para o tratamento de vários cancros , incluindo o linfoma , leucemia , do fígado, do ovário, colo-rectal, pancreático e cancros ósseos. Ele funciona pela adesão a anticorpos monoclonais , que por sua vez se ligam a células cancerosas e matá-los por meio de intenso β-radiação do ítrio-90 (ver a terapia de anticorpos monoclonais ).

Uma técnica chamada radioembolização é usado para tratar carcinoma hepatocelular e metástase hepática . Radioembolização é uma baixa toxicidade, a terapia do cancro do fígado alvo que utiliza milhões de pequenas esferas de vidro ou de resina que contêm ítrio-90 radioactivos. As microesferas radioactivas são entregues directamente para os vasos sanguíneos que alimentam tumores do fígado / ou lóbulos segmentos específicos. É minimamente invasivo e os pacientes podem geralmente ser descarregado depois de algumas horas. Este procedimento pode não eliminar todos os tumores em todo o fígado, mas funciona em um segmento ou um lobo em um tempo e pode exigir vários procedimentos.

Também ver radioembolização no caso de cirrose e carcinoma hepatocelular combinado.

Agulhas feitas de ítrio-90, que pode cortar mais precisamente do que os bisturis, foram usadas para cortar-transmitir dor nervos na medula espinhal , e ítrio-90 também é utilizado para transportar para fora radionuclídeo sinovectomia no tratamento das articulações inflamadas, especialmente joelhos , em pessoas que sofrem de condições tais como a artrite reumatóide .

Um laser de ítrio-alumínio-granada dopado com neodímio foi usado em um radical experimental, assistida por robô prostatectomia em caninos, numa tentativa de reduzir nervoso colateral e danos aos tecidos, e lasers dopado com érbio são entrando em uso para o desgaste da pele cosmético.

supercondutores

pílulas cinza escuro em um vidro de relógio.  Uma peça cúbico do mesmo material em cima das pílulas.
YBCO supercondutor

O ítrio é um ingrediente principal no óxido de ítrio bário cobre (YBa 2 Cu 3 O 7 , também conhecido por 'YBCO' ou '1-2-3') supercondutor desenvolvido na Universidade do Alabama, e a Universidade de Houston , em 1987. Este é supercondutor notável porque a temperatura de operação é supercondutividade acima azoto líquido ponto de ebulição 's (77,1 K). Desde azoto líquido é menos caro do que o hélio líquido necessário para supercondutores metálicos, os custos operacionais para aplicações seria menos.

O material supercondutor real é muitas vezes escrito como YBa 2 Cu 3 O 7- d , em que d deve ser inferior a 0,7 para a supercondutividade. A razão para isto ainda não é claro, mas sabe-se que as vagas ocorrer apenas em certos locais no cristal, os planos de óxido de cobre, e cadeias, dando origem a um estado de oxidação peculiar dos átomos de cobre, que de alguma forma leva ao comportamento supercondutor.

A teoria da supercondutividade baixa temperatura tem sido bem compreendido desde a teoria BCS de 1957. Ele baseia-se numa particularidade da interacção entre dois electrões numa rede cristalina. No entanto, a teoria BCS não explica alta supercondutividade a temperatura, e seu mecanismo exato ainda é um mistério. O que se sabe é que a composição dos materiais de óxido de cobre tem de ser controlado com precisão para a supercondutividade a ocorrer.

Este é um supercondutor, multi-cristal, mineral preto e verde multi-fase. Os investigadores estão a estudar uma classe de materiais conhecidos como perovsquitas que são combinações alternativas destes elementos, com a esperança de desenvolver uma prática supercondutor de alta temperatura .

Precauções

Ítrio atualmente não tem nenhum papel biológico, e pode ser altamente tóxico para os seres humanos e outros animais.

Os compostos solúveis em água de ítrio é considerado ligeiramente tóxico, enquanto que os seus compostos insolúveis são não-tóxicos. Em experiências com animais, o ítrio e os seus compostos causou danos nos pulmões e fígado, embora a toxicidade varia com diferentes compostos de itrio. Em ratos, a inalação de citrato de ítrio causada edema pulmonar e dispneia , enquanto que a inalação de cloreto de ítrio causou edema hepático, efusões pleurais , hiperemia e pulmonar.

A exposição a compostos de itrio nos seres humanos podem causar doença pulmonar. Trabalhadores expostos ao pó no ar vanadato de ítrio európio experimentado olho leve, pele e tracto respiratório superior irritação, embora isto pode ser causado pelo vanádio conteúdo em vez do ítrio. A exposição aguda a compostos de ítrio pode causar falta de ar, tosse, dor no peito, e cianose . O Safety and Health Administration Ocupacional (OSHA) limita a exposição a ítrio no local de trabalho de 1 mg / m 3 durante um dia de trabalho de 8 horas. O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH) recomenda limite de exposição (REL) é de 1 mg / m 3 durante um dia de trabalho de 8 horas. Em níveis de 500 mg / m 3 , ítrio é imediatamente perigosos para a vida e a saúde . Poeira ítrio é inflamável.

Veja também

Notas

  1. ^ Essencialmente, um neutrão torna-se um protão , enquanto um electrão e antineutrino são emitidos.
  2. ^ Veja: número mágico . Esta estabilidade é pensado para resultar da sua muito baixa seção transversal de captura de neutrões . ( Greenwood 1997 , pp. 12-13). Emissão de elétrons de isótopos com esses números de massa é simplesmente menos prevalente devido a esta estabilidade, resultando em-los ter uma maior abundância.
  3. ^ Isómeros metastável tem estados de energia mais elevada do que o normal do que o correspondente núcleo não-animado e estes últimos estados até um raio gama ou electrões de conversão é emitida a partir do isómero. Eles são designados por um 'm' ser colocado ao lado do número de massa do isótopo.
  4. ^ Ytterbite foi nomeado após a aldeia foi descoberto perto, mais a final -ite para indicar que era um mineral.
  5. ^ Stwertka 1998 , p. 115 diz que a identificação ocorreu em 1789, mas não se pronuncia sobre quando o anúncio foi feito. Van der Krogt 2005 cita a publicação original, com o ano de 1794, por Gadolin .
  6. ^ Terras foi dada uma -a terminando e novos elementos são normalmente dada uma -ium terminando
  7. ^ T c para YBCO é de 93 K e o ponto de ebulição de azoto é de 77 K.
  8. ^ Emsley 2001 , p. 497, diz que " oxissulfureto ítrio , dopado com európio (III), foi usada como o componente vermelho padrão de televisão a cores", e Jackson e Christiansen (1993) afirmam que foram necessários 5-10 g de óxido de ítrio e de óxido de európio 0,5-1 g para produzir uma tela de TV único, como citado em Gupta e Krishnamurthy .

Referências

Bibliografia

  • Daane, AH (1968). "Ítrio". Em Hampel, Clifford A. A Enciclopédia dos elementos químicos . New York: Reinhold Livro Corporation. pp. 810-821. LCCN  68029938 . OCLC  449.569 .
  • Emsley, John (2001). "Ítrio". Da natureza Building Blocks: Um Guia de A-Z para os Elementos . Oxford, Inglaterra, Reino Unido: Oxford University Press . pp. 495-498. ISBN  978-0-19-850340-8 .
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  • Stwertka, Albert (1998). "Ítrio". Guia dos Elementos (ed revistas.). Imprensa da Universidade de Oxford. pp. 115-116. ISBN  978-0-19-508083-4 .
  • van der Krogt, Peter (2005-05-05). "39 ítrio" . Elementymology & Elements Multidict . Retirado 2008/08/06 .

Outras leituras

links externos