إتريوم

يجب ألا يـُخلـَط بينها وبين إتربيوم. لمعلومات عن مجموعة اختراق تُسمى أحياناً YTTRIUM، انظر كوزي بير.

الإتريوم, ₃₉Y

الإتريوم
المظهر	أبيض فضي
الوزن الذري العياري Ar°(Y)
الإتريوم في الجدول الدوري
Sc ↑ Y ↓ Lu السترونشيوم ← الإتريوم → الزركونيوم
الرقم الذري (Z)	39
المجموعة	3
الدورة	period 5
المستوى الفرعي	d-block
التوزيع الإلكتروني	[Kr] 4d1 5s2
الإلكترونات بالغلاف	2, 8, 18, 9, 2
الخصائص الطبيعية
الطور at د.ح.ض.ق	solid
نقطة الانصهار	1799 K ​(1526 °س، ​2779 °F)
نقطة الغليان	3203 K ​(2930 °س، ​5306 °ف)
الكثافة حين يكون سائلاً (عند ن.إ.)	4.24 ج/سم³
حرارة الانصهار	11.42 kJ/mol
حرارة التبخر	363 kJ/mol
السعة الحرارية المولية	26.53 J/(mol·K)
ضغط البخار P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 1883 2075 (2320) (2627) (3036) (3607)
الخصائص الذرية
الكهرسلبية	مقياس پاولنگ: 1.22
طاقات التأين	الأول: 600 kJ/mol الثاني: 1180 kJ/mol الثالث: 1980 kJ/mol
نصف القطر الذري	empirical: 180 pm
نصف قطر التكافؤ	190±7 pm
الخطوط الطيفية
خصائص أخرى
البنية البلورية	​​hexagonal close-packed ملف:​hexagonal close-packed
سرعة الصوت قضيب رفيع	3300 م/ث (عند 20 °س)
قضيب رفيع	17.2 W/(m·K)
المقاومة الكهربائية	α, poly: 596 nΩ⋅m (عند د.ح.غ.)
الترتيب المغناطيسي	المغناطيسية المسايرة
القابلية المغناطيسية	+2.15×10−6 cm3/mol (2928 K)
معامل يونگ	63.5 GPa
معامل القص	25.6 GPa
معاير الحجم	41.2 GPa
نسبة پواسون	0.243
صلادة برينل	200–589 MPa
رقم كاس	7440-65-5
التاريخ
التسمية	after إتربي (السويد) وأملاح الإتربيت (الگادولينيت) الخاصة به
الاكتشاف	يوهان گادولين (1794)
أول عزل	فريدريش ڤولر (1838)
نظائر الالإتريوم

قطعة من الإتريوم.

الإتريوم (Yttrium)، هو عنصر كيميائي رمزه Y ورقمه الذري 39. وهو فلز انتقالي فضي اللون يشبه كيميائياً اللانثانيدات، وغالباً ما يُصنف على أنه عنصر من "العناصر الأرضية النادرة". يتواجد الإيتريوم دائماً تقريباً مرتبطاً بعناصر اللانثانيدات في العناصر الأرضية النادرة، ولا يتواجد أبداً في الطبيعة كعنصر حر. الإتريوم-89 (⁸⁹Y) هو النظير المستقر الوحيد، والنظير الوحيد الموجود في القشرة الأرضية.

تُعد أهم استخدامات الإتريوم في الوقت الحاضر كأحد مكونات الفسفور، وخاصةً تلك المستخدمة في مصابيح اللد. تاريخياً، كان الإتريوم يُستخدم على نطاق واسع كأحد مكونات الفسفور الأحمر في شاشات أنابيب الأشعة المهبطية لأجهزة التلفزيون. يستخدم الإتريوم أيضاً في إنتاج الأقطاب الكهربائية، الكهارل، المرشحات الإلكترونية، الليزر، الموصلات الفائقة، والعديد من التطبيقات الطبية، والتتبع لمختلف المواد لتحسين خصائصها.

لا يُعرف للإتريوم دور حيوي. قد يُسبب التعرض لمركبات الإتريوم أمراضاً رئوية لدى البشر.

 أصل الاسم

سُمّي هذا العنصر نسبةً إلى معدن الإتربيت، الذي اكتشفه الكيميائي كارل أكسل أرهنيوس عام 1787. وقد أطلق عليه اسم قرية إتربي في السويد، حيث اكتُشف. وعندما تبين لاحقاً أن أحد مكونات الإتربيت عنصر لم يكن معروفاً من قبل، سُمّي العنصر "إتريوم" نسبة إلى هذا المعدن.

 السمات

 الخصائص

الإتريوم هو فلز انتقالي أملس، فضي اللون، لامع، وذو بنية بلورية عالية، ينتمي إلى المجموعة الثالثة. وكما هو متوقع وفقاً للاتجاهات الدورية، فإن كهرسلبيته أقل من سلفه في المجموعة، السكانديوم، وأقل كهرسلبية من العنصر التالي في الدورة الخامسة، الزركونيوم. ومع ذلك، وبسبب انكماش اللانثانيدات، فهو أيضاً أقل كهرسلبية من العنصر الذي يليه في المجموعة، اللوتيتيوم. الإتريوم هو أول عناصر البلوك-د في الدورة الخامسة.

يُعدّ عنصر الإتريوم النقي مستقراً نسبياً في الهواء في حالته الصلبة، وذلك بفضل عملية التخميل التي تحدثها طبقة أكسيد واقية (Y 2O 3) تتشكل على سطحه. ويمكن أن يصل سمك هذه الطبقة إلى 10 ميكرومتر عند تسخين الإيتريوم إلى 750° س في بخار الماء. لكن عندما يكون الإتريوم مجزأً إلى أجزاء صغيرة، فإنه يكون غير مستقر للغاية في الهواء؛ إذ يمكن أن تشتعل برادة أو نشارة الفلز في الهواء عند درجات حرارة تتجاوز 400° س. يتكون نتريد الإتريوم (YN) عندما تسخين الفلز إلى 1000° س في النيتروجين.

 التشابه مع اللانثينيدات

للمزيد من المعلومات: عنصر أرضي نادر

إن أوجه التشابه بين الإتريوم وعناصر اللانثانيدات قوية لدرجة أنه تم تصنيف هذا العنصر معها كأحد العناصر الأرضية النادرة، ويتواجد دائماً في الطبيعة جنباً إلى جنب معها في المعادن الأرضية النادرة. من الناحية الكيميائية، يشبه الإتريوم تلك العناصر بشكل أوثق من جاره في الجدول الدوري، وهو السكانديوم، وإذا رُسمت الخصائص الفيزيائية مقابل الرقم الذري، فسيكون له رقم ظاهري يتراوح بين 64.5 و 67.5، مما يضعه بين لانثانيدات الگادولينيوم والإربيوم.

وغالباً ما يقع أيضاً ضمن نفس النطاق بالنسبة لرتبة التفاعل، ويشبه في تفاعليته الكيميائية كلاً من التربيوم والديسپروسيوم. يُعد الإتريوم قريباً جداً في الحجم من ما يُسمى 'مجموعة الإتريوم' من أيونات اللانثانيدات الثقيلة، لدرجة أنه في المحلول يتصرف كما لو كان واحداً منها. على الرغم من أن اللانثانيدات تقع في صف واحد أسفل الجدول الدوري من الإتريوم، إلا أن التشابه في نصف القطر الذري يمكن أن يعزى إلى انكماش اللانثانيدات.

من بين الاختلافات القليلة الملحوظة بين كيمياء الإتريوم وكيمياء اللانثانيدات أن الإتريوم ثلاثي التكافؤ بشكل شبه حصري، بينما يمكن أن يكون لنحو نصف اللانثانيدات تكافؤات أخرى غير الثلاثة؛ ومع ذلك، فإن هذه التكافؤات الأخرى مهمة في المحلول المائي لأربعة فقط من اللانثانيدات الخمسة عشر (Ce^IV، Sm^II، Eu^II، وYb^II).

 المركبات والتفاعلات

See also: تصنيف:مركبات الإتريوم.

اليسار: تتفاعل أملاح الإتريوم الذائبة مع الكربونات، مكونة راسباً أبيض من كربونات الإتريوم. اليمين: كربونات الإتريوم قابلة للذوبان في محلول كربونات الفلز القلوي الزائد.

باعتباره فلزاً انتقالياً ثلاثي التكافؤ، يشكل الإتريوم مركبات غير عضوية متنوعة، وعادةً ما يكون في حالة الأكسدة +3، وذلك بفقدانه جميع إلكترونات التكافؤ الثلاثة الخاصة به. ومن أفضل الأمثلة على ذلك أكسيد الإتريوم الثلاثي (Y 2O 3)، ويُعرف أيض بالإتريا، وهو مادة صلبة بيضاء تناسقية.

يشكل الإتريوم فلوريدات، هيدروكسيدات، وأوكسالات غير قابلة للذوبان في الماء، لكن بروميداته، كلوريداته، [[يوديد|يوديداته]، نتراته، وكبريتاته جميعها تنحل في الماء. أيون يكون عديم اللون في المحلول بسبب غياب الإلكترونات في غلافي الإلكترون d و f.

يتفاعل الماء بسهولة مع الإتريوم ومركباته ليكون Y 2O 3. لا يركز حمض النيتريك المركز وحمض الهيدروفلوريك الإتريوم بسرعة، لكن الأحماض القوية الأخرى تفعل ذلك.

يتفاعل الإتريوم مع الهالوجينات لتكوين هاليدات ثلاثية مثل فلوريد الإتريوم الثلاثي (YF 3)، كلوريد الإتريوم الثلاثي (YCl 3)، وبروميد الإتريوم الثلاثي (YBr 3) عند درجات حرارة أعلى من 200°س تقريباً. وبالمثل، يشكل كل من الكربون، الفسفور، السلنيوم، السليكون، والكبريت مركبات ثنائية مع الإتريوم عند درجات حرارة مرتفعة.

كيمياء الإتريوم العضوية هي دراسة المركبات التي تحتوي على روابط كربون-إتريوم. ومن المعروف أن بعض هذه المركبات تحتوي على الإتريوم في حالة الأكسدة 0. (رُصدت الحالة +2 في مصهورات الكلوريد، والحالة +1 في تجمعات الأكاسيد في الحالة الغازية.) تم توليد بعض تفاعلات المثلوث باستخدام مركبات الإتريوم العضوية كمحفزات. تستخدم هذه التخليقات YCl 3 كمادة أولية، يُحصل عليها من Y 2O 3 وحمض الهيدروكلوريك المركز وكلوريد الأمونيوم.

يُستخدم مصطلح التلامس لوصف تساهمية مجموعة من الذرات المتجاورة لربيطة مرتبطة بالذرة المركزية؛ ويُرمز لها بالحرف اليوناني "إيتا" (η). كانت مركبات الإتريوم أول الأمثلة على المركبات التي ترتبط فيها ربيطات الكربورانيل بمركز فلزي من النوع d⁰ عبر تلامس من النوع η⁷. يؤدي تبخر مركبات مركب إقحام الگرافيت الگرافيت-Y أو الگرافيت-Y 2O 3 إلى تكوين الفوليرينات الداخلية مثل Y@C₈₂. أشارت دراسات الرنين المغزلي الإلكتروني إلى تكوين الأزواج الأيونية Y³⁺ و (C₈₂)³⁻. يمكن تحلل الكربيدات Y3C و Y2C و YC2 مائياً لتكوين الهيدروكربونات.

 النظائر والتخليق النووي

المقالة الرئيسية: نظائر الإتريوم

تشكل الإتريوم في المجموعة الشمسية من خلال عملية التخليق النووي النجمي، في الغالب عن طريق العملية-إس (حوالي 72%)، وكذلك عن طريق العملية-آر (حوالي 28%). تتألف العملية-آر من التقاط سريع للنيوترونات بواسطة العناصر الأخف أثناء انفجارات المستعرات العظمى. أما العملية-إس فهي عملية التقاط بطيئة للنيوترونات بواسطة العناصر الأخف داخل النجوم العملاقة الحمراء النابضة.

ميرا، مثال على نوع النجم العملاق الأحمر الذي تكون فيه معظم الإتريوم في المجموعة الشمسية.

تُعد نظائر الإتريوم من أكثر نواتج الانشطار النووي لليورانيوم شيوعاً في الانفجارات النووية والمفاعلات النووية. وفي سياق إدارة النفايات النووية، يُعتبر نظيرا الإتريوم، ⁹¹Y و ⁹⁰Y، من أهم نظائر الإتريوم، حيث يبلغ عمر النصف لهما 58.51 يوماً و64 ساعة على التوالي. على الرغم من أن عمر نصف ⁹⁰Y قصير، إلا أنه يوجد في حالة توازن دهري مع نظيره الأصلي طويل العمر، السترونشيوم-90 (⁹⁰Sr) الذي يبلغ عمره النصفي 29 عاماً.

جميع عناصر المجموعة 3 لها رقم ذري ​​فردي، وبالتالي عدد قليل من النظائر المستقرة. يوجد للسكانديوم نظير مستقر واحد، وكذلك الإتريوم نفسه، الذي لا يملك سوى نظير مستقر واحد هو ⁸⁹Y، وهو النظير الوحيد الموجود في الطبيعة. مع ذلك، تحتوي العناصر الأرضية النادرة الانثانيدية على عناصر ذات رقم ذري ​​زوجي والعديد من النظائر المستقرة. يُعتقد أن الإتريوم-89 أكثر وفرة مما كان عليه في السابق، ويعود ذلك جزئياً إلى العملية-إس، التي تتيح وقتاً كافياً لتحلل النظائر الناتجة عن عمليات أخرى عن طريق انبعاث الإلكترونات (النيوترون → الپروتون). تميل هذه العملية البطيئة إلى تفضيل النظائر ذات الأعداد الكتلية الذرية (A = الپروتونات + النيوترونات) حوالي 90 و138 و208، والتي تتميز بنوى ذرية مستقرة بشكل غير عادي تحتوي على 50 و82 و126 نيوترون على التوالي. يُعتقد أن هذا الاستقرار ناتج عن انخفاض المقطع العرضي لالتقاط النيوترونات. إن انبعاث الإلكترونات من النظائر ذات الأرقام الكتلية المذكورة أقل شيوعاً بسبب هذا الاستقرار، مما يؤدي إلى وفرتها بشكل أكبر. يمتلك الإتريوم-89 عدداً كتلياً قريباً من 90 وتحتوي نواته على 50 نيوتروناً

رُصد ما لا يقل عن 32 نظيراً اصطناعياً للإتريوم، ويتراوح عددها الكتلي الذري بين 76 و108. أقلها استقراراً هو ¹⁰⁶Y بعمر نصفي يبلغ >150 نانوثانية (⁷⁶Y بعمر نصفي >200 نانوثانية) وأكثرها استقراراً هو ⁸⁸Y بعمر نصفي 106.626 يوماً. وبصرف النظر عن النظائر ⁹¹Y و ⁸⁷Y و ⁹⁰Y، التي يبلغ عمرها النصفي 58.51 يوماً و79.8 ساعة و64 ساعة على التوالي، فإن جميع النظائر الأخرى عمرها النصفي أقل من يوم واحد ومعظمها أقل من ساعة واحدة.

تتحلل نظائر الإتريوم ذات الأعداد الكتلية 88 أو أقل بشكل أساسي عن طريق انبعاث الپوزيترون (پروتون → نيوترون) لتكوين نظائر السترونشيوم (الرقم الذري = 38). تتحلل نظائر الإتريوم ذات الأعداد الكتلية 90 أو أعلى بشكل أساسي عن طريق انبعاث الإلكترون (نيوترون → پروتون) لتكوين نظائر الزركونيوم (الرقم الذري = 40). من المعروف أيضاً أن النظائر ذات الأعداد الكتلية 97 أو أعلى لها مسارات تحلل ثانوية من نوع بيتا - انبعاث نيوترون مضمحل.

يحتوي الإتريوم على ما لا يقل عن 20 مصاوغاً شبه مستقر، تتراوح أعدادها الكتلية من 78 إلى 102. رُصدت حالات إثارة متعددة للنظيرين ⁸⁰Y و ⁹⁷Y. في حين أنه من المتوقع أن تكون معظم مصاوغات الإتريوم أقل استقراراً من حالتها القاعية، فإن ^78mY، ^84mY، ^85mY، ^96mY، ^98m1Y، ^100mY، و^102mY أعمارها النصفية أطول من حالاتها الأرضية، حيث تتحلل هذه المصاوغات عن طريق اضمحلات بيتا بدلاً من الانتقال التصاوغي.

 التاريخ

In 1787, part-time chemist Carl Axel Arrhenius found a heavy black rock in an old quarry near the Swedish village of Ytterby (now part of the Stockholm Archipelago). Thinking it was an unknown mineral containing the newly discovered element tungsten, he named it ytterbite and sent samples to various chemists for analysis.

Johan Gadolin discovered yttrium oxide.

Johan Gadolin at the University of Åbo identified a new oxide (or "earth") in Arrhenius' sample in 1789, and published his completed analysis in 1794. Anders Gustaf Ekeberg confirmed the identification in 1797 and named the new oxide yttria. In the decades after Antoine Lavoisier developed the first modern definition of chemical elements, it was believed that earths could be reduced to their elements, meaning that the discovery of a new earth was equivalent to the discovery of the element within, which in this case would have been yttrium.

Friedrich Wöhler is credited with first isolating the metal in 1828 by reacting a volatile chloride that he believed to be yttrium chloride with potassium.

In 1843, Carl Gustaf Mosander found that samples of yttria contained three oxides: white yttrium oxide (yttria), yellow terbium oxide (confusingly, this was called 'erbia' at the time) and rose-colored erbium oxide (called 'terbia' at the time). A fourth oxide, ytterbium oxide, was isolated in 1878 by Jean Charles Galissard de Marignac. New elements were later isolated from each of those oxides, and each element was named, in some fashion, after Ytterby, the village near the quarry where they were found (see ytterbium, terbium, and erbium). In the following decades, seven other new metals were discovered in "Gadolin's yttria". Since yttria was found to be a mineral and not an oxide, Martin Heinrich Klaproth renamed it gadolinite in honor of Gadolin.

Until the early 1920s, the chemical symbol Yt was used for the element, after which Y came into common use.

In 1987, yttrium barium copper oxide was found to achieve high-temperature superconductivity. It was only the second material known to exhibit this property, and it was the first-known material to achieve superconductivity above the (economically important) boiling point of nitrogen.

 التواجد

Xenotime crystals contain yttrium.

 الوفرة

الإتريوم هو عنصر معدني يرافق عناصر الأتربة النادرة في الطبيعة، وهو ذو لون رمادي غامق وقابل للالتهاب عندما يكون مسحوقاً. اكتشفه يوهان جادولين ( J.Gadolin (1760-1852 عام 1843 في فلز من السيليكات قرب إِتِرْبى Ytterby في السويد، وسمي الفلز بعدئذ غادولينيت. ويستحصل الإتريوم حراً بإرجاع كلوريده اللامائي بالصوديوم أو بالتحليل الكهربائي لصهارة مزيج كلوريده مع الصوديوم.

ويُستخدم هذا المركَّب أيضًا في إنتاج نوعين من البلورات يسميان العقيق. ويُستخدم أحد أنواع العقيق مصفِّيًا للموجات الدقيقة (الميكرويف) في أجهزة الرادار، بينما يُستخدم النوع الآخر في صناعة الماس الطبيعي. كما يُستخدم اليتريوم في الليزرات، في صناعة أنواع معينة من الكيميائيات والزجاج والسيراميك.

Yttrium is found in most rare-earth minerals, and some uranium ores, but never in the Earth's crust as a free element. About 31 ppm of the Earth's crust is yttrium, making it the 43rd most abundant element.^:615 Yttrium is found in soil in concentrations between 10 and 150 ppm (dry weight average of 23 ppm) and in sea water at 9 ppt. Lunar rock samples collected during the American Apollo Project have a relatively high content of yttrium.

Yttrium is not considered a "bone-seeker" like strontium and lead. Normally, as little as 0.5 ميليغرام (0.0077 gr) is found in the entire human body; human breast milk contains 4 ppm. Yttrium can be found in edible plants in concentrations between 20 ppm and 100 ppm (fresh weight), with cabbage having the largest amount. With as much as 700 ppm, the seeds of woody plants have the highest known concentrations.

اعتبارا من أبريل 2018 there are reports of the discovery of very large reserves of rare-earth elements in the deep seabed several hundred kilometers from the tiny Japanese island of Minami-Torishima Island, also known as Marcus Island. This location is described as having "tremendous potential" for rare-earth elements and yttrium (REY), according to a study published in Scientific Reports. "This REY-rich mud has great potential as a rare-earth metal resource because of the enormous amount available and its advantageous mineralogical features," the study reads. The study shows that more than 16 million short ton (15 billion كيلوغرام) of rare-earth elements could be "exploited in the near future." As well as yttrium (Y), which is used in products like camera lenses and mobile phone screens, the rare-earth elements found are europium (Eu), terbium (Tb), and dysprosium (Dy).

 Production

As yttrium is chemically similar to lanthanides, it occurs in the same ores (rare-earth minerals) and is extracted by the same refinement processes. A slight distinction is recognized between the light (LREE) and the heavy rare-earth elements (HREE), but the distinction is not perfect. Yttrium is concentrated in the HREE group due to its ion size, though it has a lower atomic mass.

A piece of yttrium. Yttrium is difficult to separate from other rare-earth elements.

Rare-earth elements (REEs) come mainly from four sources:

• Carbonate and fluoride containing ores such as the LREE bastnäsite ((Ce, La, etc.)(CO₃)F) contain on average 0.1% yttrium compared to the 99.9% for the 16 other REEs. The main source of bastnäsite from the 1960s to the 1990s was the Mountain Pass rare earth mine in California, making the United States the largest producer of REEs during that period. The name "bastnäsite" is actually a group name, and the Levinson suffix is used in the correct mineral names, e.g., bästnasite-(Y) has Y as a prevailing element.
• Monazite ((Ce, La, etc.)PO₄), which is mostly phosphate, is a placer deposit of sand created by the transportation and gravitational separation of eroded granite. Monazite as a LREE ore contains 2% (or 3%) yttrium. The largest deposits were found in India and Brazil in the early 20th century, making those two countries the largest producers of yttrium in the first half of that century. Of the monazite group, the Ce-dominant member, monazite-(Ce), is the most common one.
• Xenotime, a REE phosphate, is the main HREE ore containing as much as 60% yttrium as yttrium phosphate (YPO₄). This applies to xenotime-(Y). The largest mine is the Bayan Obo deposit in China, making China the largest exporter for HREE since the closure of the Mountain Pass mine in the 1990s.
• Ion absorption clays or Lognan clays are the weathering products of granite and contain only 1% of REEs. The final ore concentrate can contain as much as 8% yttrium. Ion absorption clays are mostly in southern China. Yttrium is also found in samarskite and fergusonite (which also stand for group names).

One method for obtaining pure yttrium from the mixed oxide ores is to dissolve the oxide in sulfuric acid and fractionate it by ion exchange chromatography. With the addition of oxalic acid, the yttrium oxalate precipitates. The oxalate is converted into the oxide by heating under oxygen. By reacting the resulting yttrium oxide with hydrogen fluoride, yttrium fluoride is obtained. When quaternary ammonium salts are used as extractants, most yttrium will remain in the aqueous phase. When the counter-ion is nitrate, the light lanthanides are removed, and when the counter-ion is thiocyanate, the heavy lanthanides are removed. In this way, yttrium salts of 99.999% purity are obtained. In the usual situation, where yttrium is in a mixture that is two-thirds heavy-lanthanide, yttrium should be removed as soon as possible to facilitate the separation of the remaining elements.

Annual world production of yttrium oxide had reached 600 طن متري (660 short ton) by 2001; by 2014 it had increased to 6،400 طن متري (7،000 short ton). Global reserves of yttrium oxide were estimated in 2014 to be more than 450،000 طن متري (500،000 short ton). The leading countries for these reserves included Australia, Brazil, China, India, and the United States. Only a few tonnes of yttrium metal are produced each year by reducing yttrium fluoride to a metal sponge with calcium magnesium alloy. The temperature of an arc furnace, in excess of 1,600 °C, is sufficient to melt the yttrium.

 مركبات الإتريوم

يمتص الإتريوم الهدروجين مكوناً هدريد الإتريوم YH2 القريب جداً في خواصه من المعادن، ويعد أحد هدريدات الإتريوم أفضل نقلاً للكهرباء من المعدن الصرف نفسه. ويكون الإتريوم مع الأكسجين أكسيد الإتريوم Y2O3. ويحضر هذا الأكسيد بتسخين المعدن مباشرة مع الأكسجين أو بتسخين أملاحه كالنترات والكبريتات والحماضات oxalate أو بتسخين الهدروكسيد. كذلك يكون الإتريوم هدروكسيدات بلورية بإضافة محلول خلات الإتريوم إلى محلول هدروكسيد البوتاسيوم الساخن، ويكون الإتريوم مع الفلور فلوريداً بسيطاً صيغته YF3 يصادف في الطبيعة، كما يكوِّن الإتريوم فلوريدات معقدة مثل «سداسي فلور إتريوم ثلاثي البوتاسيوم» K3 [YF6] ويكوِّنوا مع الكلور «كلوريد الإتريوم المائي» Y Cl3. 6H2O، ويكون مع اليود «يوديد الإتريوم اللامائي» YI3 المتميع ذا اللون الأصفر الفاتح.

ومن أملاح الإتريوم كربونات الإتريوم المائية البسيطة Y2 (CO3)3. 3H2O و بورات الإتريوم YBO3، و زرنيخات الإتريوم YAsO4 و فوسفات الإتريوم YPO4 وهو ملح يصادف في الطبيعة ويعد أهم مصدر للإتريوم، و نترات الإتريوم المائية Y(NO3)3. 6H2O و كبريتات الإتريوم المائية Y2 (SO4)3. 8H2O.

ويكوِّن الإتريوم أملاحاً معقدة مثل «معقد سداسي سيانو كوبلت ثلاثي الإتريوم» Y [Co(CN)6] و «معقد رباعي سيانو بلاتين ثنائي الإتريوم المائي» Y2 [Pt(CN)4]3. 21H2O الذي يفقد لونه الأحمر بالتسخين في الهواء عند الدرجة 48ْس.

 التطبيقات

للإتريوم تطبيقات صناعية مهمة. يكون الإتريوم ضروب فسفور الإتريوم الأوربيومي المنشط active الذي يصدر عند تهيجه بالإلكترونات ضوءاً أحمر نقياً زاهياً، ويستفاد من هذه الخاصة في تصنيع شاشات التلفزيون. ولأحجار خماسي حديدات الإتريوم Y3Fe5O12 وأحجار أخرى تطبيقات مهمة في أجهزة الرادار والاتصالات، وذلك بسبب نقلها الموجات القصيرة بأقل ضياع ممكن. ويستعمل الإتريوم في صناعة المفاعلات الذرية بسبب ضآلة تفاعله مع النترونات.....

وينصهر عند درجة 1,522°م ± 8°م. اليتريوم يشبه العناصر الأرضية النادرة، ويدخل في تركيب معظم المعادن الأرضية النادرة تقريبًا. ويُستخرج بكميات تجارية من رمال المونازيت.

 المستهلك

Yttrium is one of the elements that was used to make the red color in CRT televisions.

The red component of color television cathode ray tubes is typically emitted from an yttria (Y 2O 3) or yttrium oxide sulfide (Y 2O 2S) host lattice doped with europium (III) cation (Eu³⁺) phosphors. The red color itself is emitted from the europium while the yttrium collects energy from the electron gun and passes it to the phosphor. Yttrium compounds can serve as host lattices for doping with different lanthanide cations. Tb³⁺ can be used as a doping agent to produce green luminescence. As such yttrium compounds such as yttrium aluminium garnet (YAG) are useful for phosphors and are an important component of white LEDs.

Yttria is used as a sintering additive in the production of porous silicon nitride.

Yttrium compounds are used as a catalyst for ethylene polymerization. As a metal, yttrium is used on the electrodes of some high-performance spark plugs. Yttrium is used in gas mantles for propane lanterns as a replacement for thorium, which is radioactive.

 العقيق Garnets

Nd:YAG laser rod 0.5 cm (0.20 in) in diameter

Yttrium is used in the production of a large variety of synthetic garnets, and yttria is used to make yttrium iron garnets (Y 3Fe 5O 12, "YIG"), which are very effective microwave filters which were recently shown to have magnetic interactions more complex and longer-ranged than understood over the previous four decades. Yttrium, iron, aluminium, and gadolinium garnets (e.g. Y
3(Fe,Al)
5O
12 and Y
3(Fe,Gd)
5O
12) have important magnetic properties. YIG is also very efficient as an acoustic energy transmitter and transducer. Yttrium aluminium garnet (Y 3Al 5O 12 or YAG) has a hardness of 8.5 and is also used as a gemstone in jewelry (simulated diamond). Cerium-doped yttrium aluminium garnet (YAG:Ce) crystals are used as phosphors to make white LEDs.

YAG, yttria, yttrium lithium fluoride (LiYF₄), and yttrium orthovanadate (YVO₄) are used in combination with dopants such as neodymium, erbium, ytterbium in near-infrared lasers. YAG lasers can operate at high power and are used for drilling and cutting metal. The single crystals of doped YAG are normally produced by the Czochralski process.

 كمادة محسنة

Small amounts of yttrium (0.1 to 0.2%) have been used to reduce the grain sizes of chromium, molybdenum, titanium, and zirconium. Yttrium is used to increase the strength of aluminium and magnesium alloys. The addition of yttrium to alloys generally improves workability, adds resistance to high-temperature recrystallization, and significantly enhances resistance to high-temperature oxidation (see graphite nodule discussion below).

Yttrium can be used to deoxidize vanadium and other non-ferrous metals. Yttria stabilizes the cubic form of zirconia in jewelry.

Yttrium has been studied as a nodulizer in ductile cast iron, forming the graphite into compact nodules instead of flakes to increase ductility and fatigue resistance. Having a high melting point, yttrium oxide is used in some ceramic and glass to impart shock resistance and low thermal expansion properties. Those same properties make such glass useful in camera lenses.

 في الطب

The radioisotope yttrium-90 (⁹⁰Y) is used to label drugs such as edotreotide and ibritumomab tiuxetan for the treatment of various cancers, including lymphoma, leukemia, liver, ovarian, colorectal, pancreatic and bone cancers. It works by adhering to monoclonal antibodies, which in turn bind to cancer cells and kill them via intense β-radiation from the ⁹⁰Y (see monoclonal antibody therapy).

A technique called radioembolization is used to treat hepatocellular carcinoma and liver metastasis. Radioembolization is a low toxicity, targeted liver cancer therapy that uses millions of tiny beads made of glass or resin containing ⁹⁰Y. The radioactive microspheres are delivered directly to the blood vessels feeding specific liver tumors/segments or lobes. It is minimally invasive and patients can usually be discharged after a few hours. This procedure may not eliminate all tumors throughout the entire liver, but works on one segment or one lobe at a time and may require multiple procedures.

Also see radioembolization in the case of combined cirrhosis and hepatocellular carcinoma.

Needles made of ⁹⁰Y, which can cut more precisely than scalpels, have been used to sever pain-transmitting nerves in the spinal cord, and ⁹⁰Y is also used to carry out radionuclide synovectomy in the treatment of inflamed joints, especially knees, in people with conditions such as rheumatoid arthritis.

A neodymium-doped yttrium–aluminium–garnet laser has been used in an experimental, robot-assisted radical prostatectomy in canines in an attempt to reduce collateral nerve and tissue damage, and erbium-doped lasers are coming into use for cosmetic skin resurfacing.

 الموصلات الفائقة

المقالة الرئيسية: high-temperature superconductor

YBCO superconductor

Yttrium is a key ingredient in the yttrium barium copper oxide (YBa₂Cu₃O₇, aka 'YBCO' or '1-2-3') superconductor developed at the University of Alabama in Huntsville and the University of Houston in 1987. This superconductor is notable because the operating superconductivity temperature is above liquid nitrogen's boiling point (77.1 K). Since liquid nitrogen is less expensive than the liquid helium required for metallic superconductors, the operating costs for applications would be less.

The actual superconducting material is often written as YBa₂Cu₃O_7–d, where d must be less than 0.7 for superconductivity. The reason for this is still not clear, but it is known that the vacancies occur only in certain places in the crystal, the copper oxide planes, and chains, giving rise to a peculiar oxidation state of the copper atoms, which somehow leads to the superconducting behavior.

The theory of low temperature superconductivity has been well understood since the BCS theory of 1957. It is based on a peculiarity of the interaction between two electrons in a crystal lattice. However, the BCS theory does not explain high temperature superconductivity, and its precise mechanism is still a mystery. What is known is that the composition of the copper-oxide materials must be precisely controlled for superconductivity to occur.

This superconductor is a black and green, multi-crystal, multi-phase mineral. Researchers are studying a class of materials known as perovskites that are alternative combinations of these elements, hoping to develop a practical high-temperature superconductor.

 بطاريات الليثيوم

Yttrium is used in small quantities in the cathodes of some Lithium iron phosphate battery (LFP), which are then commonly called LiFeYPO₄ chemistry, or LYP. Similar to LFP, LYP batteries offer high energy density, good safety and long life. But LYP offers higher cathode stability, and prolongs the life of the battery, by protecting the physical structure of the cathode, especially at higher temperatures and higher charging / discharge current. LYP batteries find use in stationary applications (off-grid solar systems), electric vehicles (some cars), as well other applications (submarines, ships), similar to LFP batteries, but often at improved safety and cycle life time. LYP cells have essentially the same nominal voltage as LFP, 3.25 V, but the maximum charging voltage is 4.0 V, and the charging and discharge characteristics are very similar.

 تطبيقات أخرى

In 2009, Professor Mas Subramanian and associates at Oregon State University discovered that yttrium can be combined with indium and manganese to form an intensely blue, non-toxic, inert, fade-resistant pigment, YInMn blue, the first new blue pigment discovered in 200 years.

 الاحتياطات

الإتريوم هو من العناصر الفلزية النادرة، ويتواجد في الأجهزة المنزلية مثل أجهزة التلفزيون الملونة، مصابيح الفلوروسنت، الزجاج والمصابيح التى توفر الطاقة. معدن الإتريوم متواجد بندرة في الطبيعة وبكميات ضئيلة، ويتألف من نوعين مختلفين وما زالت استخداماته في طور النمو. من المعادن الخطيرة في بيئة العمل للأبخرة المتصاعدة منه في الهواء. يسبب معدن الإتريوم الصمامة الرئوية، وخاصة مع التعرض على المدى الطويل له. يسبب الإيثريوم مرض السرطان وخاصة سرطان الرئة. يهدد الإيثريوم الكبد إذا تراكم هذا المعدن في جسم الإنسان. لا توجد هناك أية نتائج تشير إلى حدوث التسمم من الأطعمة التى تحتوى على معدن الإتريوم.

Yttrium can be highly toxic to humans, animals and plants. Water-soluble compounds of yttrium are considered mildly toxic, while its insoluble compounds are non-toxic. In experiments on animals, yttrium and its compounds caused lung and liver damage, though toxicity varies with different yttrium compounds. In rats, inhalation of yttrium citrate caused pulmonary edema and dyspnea, while inhalation of yttrium chloride caused liver edema, pleural effusions, and pulmonary hyperemia.

Exposure to yttrium compounds in humans may cause lung disease. Workers exposed to airborne yttrium europium vanadate dust experienced mild eye, skin, and upper respiratory tract irritation—though this may be caused by the vanadium content rather than the yttrium. Acute exposure to yttrium compounds can cause shortness of breath, coughing, chest pain, and cyanosis. The Occupational Safety and Health Administration (OSHA) limits exposure to yttrium in the workplace to 1 mg/m³ () over an 8-hour workday. The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) recommended exposure limit (REL) is 1 mg/m³ () over an 8-hour workday. At levels of 500 mg/m³ (), yttrium is immediately dangerous to life and health. Yttrium dust is highly flammable.

 انظر أيضاً

• مركبات الإتريوم
• إربيوم
• تربيوم
• إتربيوم

 المصادر

• Los Alamos National Laboratory - Yttrium
• [1]

 قائمة المراجع

• Daane, A. H. (1968). "Yttrium". In Hampel, Clifford A. (ed.). The Encyclopedia of the Chemical Elements. New York: Reinhold Book Corporation. pp. 810–821. LCCN 68-29938.
• Emsley, John (2001). "Yttrium". Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press. pp. 495–498. ISBN 0-19-850340-7.
• Gadolin, Johan (1794). "Undersökning af en svart tung Stenart ifrån Ytterby Stenbrott i Roslagen". Kongl. Vetenskaps Academiens Nya Handlingar. 15: 137–155.
• Greenwood, N. N. (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4. {{cite book}}: Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)CS1 maint: ref duplicates default (link)
• Stwertka, Albert (1998). "Yttrium". Guide to the Elements (Revised ed.). Oxford University Press. pp. 115–116. ISBN 0-19-508083-1.
• van der Krogt, Peter (2005-05-05). "39 Yttrium". Elementymology & Elements Multidict. Retrieved 2008-08-06.

 قراءات أخرى

• قالب:Ref patent
• EPA contributors (2008-07-31). "Strontium: Health Effects of Strontium-90". US Environmental Protection Agency. Retrieved 2008-08-26. {{cite web}}: |author= has generic name (help)

 وصلات خارجية

• WebElements.com - Yttrium