Ytri

nguyên tố hóa học của nguyên tử số 39, một kim loại màu trắng xám
(Đổi hướng từ Yttri)


Ytri là một nguyên tố hóa học có ký hiệu Ysố nguyên tử 39. Là một kim loại chuyển tiếp màu trắng bạc, ytri khá phổ biến trong các khoáng vật đất hiếm và hai trong số các hợp chất của nó được sử dụng làm lân quang màu đỏ trong các ống tia âm cực, chẳng hạn trong các ống dùng cho truyền hình. Nguyên tố này thông thường không tìm thấy trong cơ thể người và không đóng một vai trò sinh học nào cả.

Ytri, 39Y
Tính chất chung
Tên, ký hiệuYtri, Y
Phiên âm/ˈɪtriəm/ (IT-ree-əm)
Hình dạngBạc trắng
Ytri trong bảng tuần hoàn
Hydro (diatomic nonmetal)
Heli (noble gas)
Lithi (alkali metal)
Beryli (alkaline earth metal)
Bor (metalloid)
Carbon (polyatomic nonmetal)
Nitơ (diatomic nonmetal)
Oxy (diatomic nonmetal)
Fluor (diatomic nonmetal)
Neon (noble gas)
Natri (alkali metal)
Magnesi (alkaline earth metal)
Nhôm (post-transition metal)
Silic (metalloid)
Phosphor (polyatomic nonmetal)
Lưu huỳnh (polyatomic nonmetal)
Chlor (diatomic nonmetal)
Argon (noble gas)
Kali (alkali metal)
Calci (alkaline earth metal)
Scandi (transition metal)
Titani (transition metal)
Vanadi (transition metal)
Chrom (transition metal)
Mangan (transition metal)
Sắt (transition metal)
Cobalt (transition metal)
Nickel (transition metal)
Đồng (transition metal)
Kẽm (transition metal)
Gali (post-transition metal)
Germani (metalloid)
Arsenic (metalloid)
Seleni (polyatomic nonmetal)
Brom (diatomic nonmetal)
Krypton (noble gas)
Rubidi (alkali metal)
Stronti (alkaline earth metal)
Yttri (transition metal)
Zirconi (transition metal)
Niobi (transition metal)
Molypden (transition metal)
Techneti (transition metal)
Rutheni (transition metal)
Rhodi (transition metal)
Paladi (transition metal)
Bạc (transition metal)
Cadmi (transition metal)
Indi (post-transition metal)
Thiếc (post-transition metal)
Antimon (metalloid)
Teluri (metalloid)
Iod (diatomic nonmetal)
Xenon (noble gas)
Caesi (alkali metal)
Bari (alkaline earth metal)
Lantan (lanthanide)
Ceri (lanthanide)
Praseodymi (lanthanide)
Neodymi (lanthanide)
Promethi (lanthanide)
Samari (lanthanide)
Europi (lanthanide)
Gadolini (lanthanide)
Terbi (lanthanide)
Dysprosi (lanthanide)
Holmi (lanthanide)
Erbi (lanthanide)
Thulium (lanthanide)
Ytterbi (lanthanide)
Luteti (lanthanide)
Hafni (transition metal)
Tantal (transition metal)
Wolfram (transition metal)
Rheni (transition metal)
Osmi (transition metal)
Iridi (transition metal)
Platin (transition metal)
Vàng (transition metal)
Thuỷ ngân (transition metal)
Thali (post-transition metal)
Chì (post-transition metal)
Bismuth (post-transition metal)
Poloni (metalloid)
Astatin (diatomic nonmetal)
Radon (noble gas)
Franci (alkali metal)
Radi (alkaline earth metal)
Actini (actinide)
Thori (actinide)
Protactini (actinide)
Urani (actinide)
Neptuni (actinide)
Plutoni (actinide)
Americi (actinide)
Curium (actinide)
Berkeli (actinide)
Californi (actinide)
Einsteini (actinide)
Fermi (actinide)
Mendelevi (actinide)
Nobeli (actinide)
Lawrenci (actinide)
Rutherfordi (transition metal)
Dubni (transition metal)
Seaborgi (transition metal)
Bohri (transition metal)
Hassi (transition metal)
Meitneri (unknown chemical properties)
Darmstadti (unknown chemical properties)
Roentgeni (unknown chemical properties)
Copernici (transition metal)
Nihoni (unknown chemical properties)
Flerovi (post-transition metal)
Moscovi (unknown chemical properties)
Livermori (unknown chemical properties)
Tennessine (unknown chemical properties)
Oganesson (unknown chemical properties)
Sc

Y

Lu
StrontiYtriZirconi
Số nguyên tử (Z)39
Khối lượng nguyên tử chuẩn (±) (Ar)88,905838(2)[1]
Phân loại  kim loại chuyển tiếp
Nhóm, phân lớp3d
Chu kỳChu kỳ 5
Cấu hình electron[Kr] 4d1 5s2
mỗi lớp
2, 8, 18, 9, 2
Tính chất vật lý
Màu sắcBạc trắng
Trạng thái vật chấtChất rắn
Nhiệt độ nóng chảy1799 K ​(1526 °C, ​2779 °F)
Nhiệt độ sôi3609 K ​(3336 °C, ​6037 °F)
Mật độ4,472 g·cm−3 (ở 0 °C, 101.325 kPa)
Mật độ ở thể lỏngở nhiệt độ nóng chảy: 4,24 g·cm−3
Nhiệt lượng nóng chảy11,42 kJ·mol−1
Nhiệt bay hơi365 kJ·mol−1
Nhiệt dung26,53 J·mol−1·K−1
Áp suất hơi
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
ở T (K) 1883 2075 (2320) (2627) (3036) (3607)
Tính chất nguyên tử
Trạng thái oxy hóa3, 2, 1, 0
Base yếu
Độ âm điện1,22 (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóaThứ nhất: 600 kJ·mol−1
Thứ hai: 1180 kJ·mol−1
Thứ ba: 1980 kJ·mol−1
Bán kính cộng hoá trịthực nghiệm: 180 pm
Bán kính liên kết cộng hóa trị190±7 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thểLục phương
Cấu trúc tinh thể Lục phương của Ytri
Vận tốc âm thanhque mỏng: 3300 m·s−1 (ở 20 °C)
Độ giãn nở nhiệt(r.t.) (α, poly)
10,6 µm·m−1·K−1
Độ dẫn nhiệt17,2 W·m−1·K−1
Điện trở suất(r.t.) (α, poly) 596 n Ω·m
Tính chất từThuận từ[2]
Mô đun Young63,5 GPa
Mô đun cắt25,6 GPa
Mô đun khối41,2 GPa
Hệ số Poisson0,243
Độ cứng theo thang Brinell589 MPa
Số đăng ký CAS7440-65-5
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Ytri
Iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP
87Y Tổng hợp 3,35 ngày ε 87Sr
γ 0.48, 0.38D
88Y Tổng hợp 106,6 ngày ε 88Sr
γ 1.83, 0.89
89Y 100% 89Y ổn định với 50 neutron
90Y Tổng hợp 2,67 ngày β 2.28 90Zr
γ 2.18
91Y Tổng hợp 58,5 ngày β 1.54 91Zr
γ 1.20

Đặc trưng

sửa

Ytri tương đối ổn định trong không khí, trông khá giống scandi ở bề ngoài và về tính chất hóa học thì tương tự như các nguyên tố nhóm Lanthan, khi bị phơi ra ngoài ánh sáng có ánh hơi hồng. Các mảnh vụn hay phoi bào của kim loại này có thể bắt cháy trong không khí khi nhiệt độ cao trên 400 °C. Khi ytri bị chia cắt mịn thì nó rất không ổn định trong không khí. Kim loại này có tiết diện neutron thấp để bắt giữ hạt nhân. Trạng thái oxy hóa phổ biến nhất của ytri là +3.

Ứng dụng

sửa

Ytri(III) oxide là hợp chất quan trọng nhất và được sử dụng rộng rãi để tạo ra các chất lân quang YVO4:Eu và Y2O3:Eu để tạo ra màu đỏ trong các ống tia âm cực dùng cho truyền hình màu. Các ứng dụng khác có:

Lịch sử

sửa

Ytri (đặt tên theo Ytterby, một làng ở Thụy Điển gần Vaxholm) được nhà hóa học, nhà vật lý kiêm nhà khoáng vật học người Phần Lan là Johan Gadolin phát hiện ra năm 1794. Năm 1828, Friedrich Wöhler đã cô lập nó như là chất chiết ra không tinh khiết từ ytria thông qua phản ứng khử chloride ytri khan (YCl3) bằng kali. Ytria (Y2O3) là oxide của ytri, được Johan Gadolin phát hiện năm 1794 trong khoáng vật gadolinit lấy từ Ytterby.

Năm 1843, nhà hóa học người Thụy Điển Carl Mosander đã chứng minh rằng ytria có thể chia ra thành các oxide (hay các loại đất) của ba nguyên tố khác nhau. "Ytria" là tên gọi được giữ lại cho oxide có tính base nhất (chiếm khoảng 2/3), còn các oxide kia được đổi tên thành erbiterbi. Muộn hơn trong thế kỷ 19, cả hai loại "oxide" kia cũng được chứng minh là phức tạp, mặc dù các tên gọi vẫn được giữ lại cho thành phần có tính chất đặc trưng nhất của loại "đất" đó.)

Mỏ khai thác cạnh làng Ytterby sản sinh nhiều khoáng vật không bình thường chứa các nguyên tố đất hiếm cùng các nguyên tố khác. Các nguyên tố erbi, terbi, yterbi và ytri tất cả đều được đặt tên theo tên gọi của làng nhỏ này.

Phổ biến

sửa
 
Một mẫu Ytri

Nguyên tố này được tìm thấy gần như trong mọi loại khoáng vật đất hiếm cũng như trong các loại quặng urani nhưng không tìm thấy ở dạng tự do trong tự nhiên. Nó được sản xuất ở quy mô thương mại bằng cách khử fluoride ytri (YF3) với calci kim loại nhưng cũng có thể được sản xuất bằng các kỹ thuật khác. Nó rất khó tách ra từ các nguyên tố đất hiếm khác và khi tách được thì nó là chất bột màu xám sẫm.

"Đất hiếm" ceria (1803) và ytria (1794) nguyên bản phản ánh sự phân chia địa hóa học lớn diễn ra giữa các nguyên tố nhóm lanthan nhẹ hơn và nặng hơn do "sự teo lại lanthan". Các nguyên tố nhóm lanthan nhẹ hơn, với bán kính nguyên tử lớn hơn, tham dự vào các khoáng vật tại các vị trí với số phối hợp cao hơn (ví dụ monazit), trong khi các nguyên tố nhóm lanthan nặng hơn nhưng bán kính nguyên tử nhỏ hơn lại ưa thích các số phối hợp thấp hơn (như trong xenotim). Các nguyên tố nhóm lanthan nhẹ hơn cũng tương đối phổ biến hơn trong lớp vỏ Trái Đất khi so với các nguyên tố nhóm nặng, tương xứng với sự phổ biến trong các vẫn thạch chondrit, do sự phân đoạn kích thước. Ytri rơi vào khoảng trung bình về kích thước của nhóm nặng và vì thế chắc chắn có mặt cùng chúng trong các khoáng vật này, trong đó nó chiếm khoảng hai phần ba hỗn hợp các oxide theo trọng lượng. Thành phần như vậy là điển hình của gadolinit, xenotim và một vài dạng đất sét hấp thụ ion.

Các mẫu đá Mặt Trăng thu được từ chương trình Apollo có hàm lượng ytri tương đối cao.

Xem thêm Khoáng vật ytri.

Đồng vị

sửa

Ytri tự nhiên chỉ bao gồm một đồng vị (Y89). Các đồng vị phóng xạ ổn định nhất là Y88chu kỳ bán rã 106,65 ngày và Y91 với chu kỳ bán rã 58,51 ngày. Tất cả các đồng vị khác có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 1 ngày, ngoại trừ Y87 với chu kỳ bán rã 79,8 giờ. Phương thức phân rã chủ yếu của các đồng vị dưới Y89bắt điện tử còn phương thức chủ yếu của các đồng vị trên Y89bức xạ beta. Hai mươi sáu đồng vị không ổn định đã được nêu đặc trưng.

Y90 tồn tại trong cân bằng muôn thuở với đồng vị cha của nó Sr90, là sản phẩm của các vụ nổ hạt nhân.

Phòng ngừa

sửa

Các hợp chất chứa nguyên tố này hiếm khi được bắt gặp, nhưng nên hết sức cẩn thận do chúng có độc tính cao. Các muối của ytri có thể có khả năng gây ung thư.

Xem thêm

sửa

Tham khảo

sửa
  1. ^ “Trọng lượng nguyên tử tiêu chuẩn: Ytri”.CIAAW.2021
  2. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds Lưu trữ 2012-01-12 tại Wayback Machine, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  3. ^ J. Kong (2005). D.Y.Tang, B. Zhao, J.Lu, K.Ueda, H.Yagi và T.Yanagitani. “9.2-W diode-pumped Yb:Y2O3 ceramic laser”. Applied Physics Letters. 86: 161116. doi:10.1063/1.1914958. line feed character trong |others= tại ký tự số 19 (trợ giúp)
  4. ^ M.Tokurakawa (2007). K.Takaichi, A.Shirakawa, K.Ueda, H.Yagi, T.Yanagitani, A. A. Kaminskii. “Diode-pumped 188 fs mode-locked Yb3+:Y2O3 ceramic laser”. Applied Physics Letters. 90: 071101. doi:10.1063/1.2476385.

Liên kết ngoài

sửa