عنصر ایتریوم در پایان قرن هجدهم کشف شد. با این حال، تنها در چند دهه اخیر این فلز نقره ای نرم کاربرد گسترده ای در زمینه های مختلف پیدا کرده است: شیمی، فیزیک، فناوری کامپیوتر، انرژی، پزشکی و غیره. فرمول الکترونیکی ایتریم (اتم): Y - 1s 2 2s 2 2p 6 3s2 3p 6 4s 2 3 روز 10 4p 6 4 روز 1 5s 2.
حقایق
عدد اتمی (تعداد پروتونها در هسته): 39.
نماد اتمی (در جدول تناوبی عناصر): Y.
جرم اتمی: 88, 906.
خواص: ایتریم در دمای 2772 درجه فارنهایت (1522 درجه سانتیگراد) ذوب می شود. نقطه جوش - 6053 فارنهایت (3345 درجه سانتیگراد). چگالی فلز 4.47 گرم بر سانتی متر مکعب است. در دمای اتاق، در حالت جامد است. در هوا، با یک فیلم محافظ اکسید پوشیده شده است. در آب جوش، اکسیژن اکسید می شود، با اسیدهای معدنی و استیک واکنش می دهد. هنگامی که گرم می شود، می تواند با عناصری مانند هالوژن، هیدروژن، نیتروژن،گوگرد و فسفر.
شرح
عنصر شیمیایی ایتریوم در جدول تناوبی جزو فلزات واسطه است. آنها با استحکام و در عین حال انعطاف پذیری مشخص می شوند، بنابراین برخی از آنها مانند مس و نیکل به طور گسترده برای سیم استفاده می شوند. سیم ها و میله های ایتریوم نیز در الکترونیک و تولید برق خورشیدی استفاده می شوند. ایتریوم همچنین در لیزر، سرامیک، لنز دوربین و ده ها مورد دیگر استفاده می شود.
عنصر شیمیایی ایتریوم نیز یکی از عناصر کمیاب خاکی است. با وجود این نام، آنها در سراسر جهان بسیار زیاد هستند. در کل 17 مورد شناخته شده است.
با این حال، ایتریم به ندرت به تنهایی استفاده می شود. به طور معمول، از آن برای تشکیل ترکیباتی مانند ایتریم، باریم و اکسید مس استفاده می شود. به لطف این، مرحله جدیدی از تحقیقات در مورد ابررسانایی در دمای بالا باز شد. ایتریوم همچنین برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون به آلیاژهای فلزی اضافه می شود.
تاریخ
در سال 1787، یک ستوان ارتش سوئدی و شیمیدان پاره وقت به نام کارل اکسل آرنیوس هنگام کاوش در یک معدن در نزدیکی ایتربی، شهری کوچک در نزدیکی پایتخت سوئد، استکهلم، یک سنگ سیاه غیرمعمول را کشف کرد. آرنیوس که فکر می‌کرد کانی جدیدی حاوی تنگستن کشف کرده است، نمونه‌ای را برای تجزیه و تحلیل به یوهان گادولین، کانی‌شناس و شیمیدان فنلاندی فرستاد.
گادولین عنصر شیمیایی ایتریوم را در کانی ای جدا کرد که بعدها به نام او نامگذاری شد.گادولینیت نام فلز جدید به ترتیب از ایتربی، محل کشف آن گرفته شده است.
در سال 1843، یک شیمیدان سوئدی به نام کارل گوستاو موساندر نمونه هایی از ایتریم را بررسی کرد و دریافت که آنها حاوی سه اکسید هستند. در آن زمان به آنها ایتریوم، اربیوم و تربیوم می گفتند. اینها در حال حاضر به ترتیب به عنوان اکسید ایتریم سفید، اکسید تربیوم زرد و اکسید اربیوم صورتی شناخته می شوند. اکسید چهارم، اکسید ایتربیوم، در سال 1878 شناسایی شد.
منابع
اگرچه عنصر شیمیایی ایتریوم در اسکاندیناوی کشف شد، اما در کشورهای دیگر بسیار فراوانتر است. چین، روسیه، هند، مالزی و استرالیا تولیدکنندگان اصلی آن هستند. در آوریل 2018، دانشمندان ذخایر عظیمی از فلزات کمیاب خاکی، از جمله ایتریوم، را در جزیره کوچک ژاپنی به نام مینامیتوری کشف کردند.
می توان آن را در میان اکثر کانی های کمیاب خاکی یافت، اما هرگز به عنوان یک عنصر مستقل در پوسته زمین یافت نشده است. بدن انسان همچنین حاوی این عنصر در مقادیر بسیار کمی است که معمولاً در کبد، کلیه ها و استخوان ها متمرکز می شود.
استفاده
قبل از عصر تلویزیون های صفحه تخت، آنها لوله های پرتوهای کاتدی بزرگی داشتند که تصویر را روی صفحه نمایش می داد. اکسید ایتریوم دوپ شده با یوروپیوم رنگ قرمز را ایجاد کرد.
همچنین به اکسید زیرکونیوم (دی اکسید زیرکونیوم) اضافه می شود تا آلیاژی به دست آید که ساختار کریستالی دومی را تثبیت می کند، که معمولاً در زیر تغییر می کند.دما.
گارنت های مصنوعی ساخته شده از کامپوزیت ایتریوم-آلومینیوم در مقادیر زیادی در دهه 1970 فروخته شد، اما در نهایت جای خود را به زیرکونیوم دادند. امروزه به عنوان کریستال هایی که نور را در لیزرهای صنعتی تقویت می کنند استفاده می شود. علاوه بر این، آنها برای فیلترهای مایکروویو و همچنین در رادار و فناوری ارتباطات استفاده می شوند.
عنصر شیمیایی ایتریوم به طور گسترده ای برای تولید فسفر استفاده می شود. آنها در تلفن های همراه و صفحه نمایش های بزرگ و همچنین لامپ های فلورسنت (خطی و فشرده) استفاده شده اند.
ایزوتوپ رادیواکتیو ایتریم-90 در پرتودرمانی برای درمان سرطان استفاده می شود.
تحقیق در حال انجام
به گفته دانشمندان ایتریوم نسبت به بسیاری از عناصر دیگر آسان تر و ارزان تر است. برای مثال، محققان از آن به جای پلاتین گران‌تر برای توسعه سلول‌های سوختی استفاده می‌کنند. دانشمندان دانشگاه فناوری چالمرز و دانشگاه فنی دانمارک از آن به همراه سایر فلزات خاکی کمیاب به شکل نانوذرات استفاده می‌کنند که می‌تواند روزی نیاز به سوخت‌های فسیلی را از بین ببرد و کارایی خودروهای باتری‌دار را بهبود بخشد.
تحقیق در مورد ابررسانایی مبتنی بر ایتریوم در سراسر جهان ادامه دارد. پیشرفت هایی به ویژه در زمینه تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) در حال انجام است. فیزیکدان پل چو و تیمش در دانشگاه هیوستون کشف کرده اند که ترکیبی از ایتریم، باریم و اکسید مس (معروف به ایتریم-123) می تواند درابررسانایی در حدود منفی 300 درجه فارنهایت (منفی 184.4 درجه سانتیگراد). آنها ماده ای را ایجاد کرده اند که می تواند با نیتروژن مایع خنک شود، که تا حد زیادی هزینه کاربردهای آینده ابررسانایی را کاهش می دهد. با این حال، کاربردهای بالقوه آن هنوز به طور کامل بررسی نشده است.
