Struttura ititrio, proprietà, usi, ottenendo

Lui ittrio È un metallo di transizione che appartiene al gruppo 3 della tavola periodica, e il cui simbolo chimico è e. Sebbene non faccia parte della serie Lantanide, è spesso considerato uno degli elementi delle terre rare, come si trova negli stessi minerali dei lantanidi e ha anche proprietà chimiche simili.

L'ititrium e i lantanidi sono presenti negli stessi minerali, tra cui Bastnäsita e Monacita. È un metallo relativamente stabile nell'aria, a causa di uno strato di ossido che gli dà protezione, ma si ossida rapidamente nell'aria calda.

Cristalli dendritici metallici e ultrapuro. Fonte: Jurii, CC di 3.0, via Wikimedia Commons

Formare composti prevalentemente con lo stato di ossidazione +3 (e³⁺), come l'ossido di ititrio e₂O₃, e composti solubili o insolubili in acqua.

L'ITRIO fu scoperto nel 1794 da Johan Gadolin, uno scienziato finlandese che analizzò un minerale oscuro consegnato dallo stesso Carl Arrhenius. Gadolin ha trovato nel minerale un elemento sconosciuto, le sue scoperte sono state confermate dal chimico svedese Anders Ekeberg, che ha nominato "itria" l'ossido del nuovo metallo, mentre il metallo ha chiamato "ittrio".

Di per sé, nella sua forma metallica, non ha troppi usi, ma funge da additivo per numerose leghe. D'altra parte, il suo ossido ha molte applicazioni in termini di materiali, come vetro e ceramica, oltre a comporre un pigmento bluastro scoperto nei tempi moderni.

[TOC]

Struttura

Gli atomi di ititrium sono uniti dal collegamento metallico per formare una struttura esagonale compatta (HCP). Questa struttura corrisponde a una delle sue due forme allotropiche: la fase α, che è stabile a temperatura ambiente. Tuttavia, quando i cristalli di ititrium vengono riscaldati a 1478 ºC, adottano una struttura cubica, chiamata fase β β.

Configurazione elettronica

Configurazione elettronica dell'itrium

L'ititrium presenta la seguente configurazione elettronica:

[Kr] 4D¹  5s²

Pertanto, ha tre elettroni di Valencia con cui stabilire il suo legame di metallo. Puoi anche perdere questi tre elettroni per trasformarsi nel catione e³⁺, che è isolettronico con nobile gas cripton.

Proprietà ititrium

Irrio isolato

Aspetto fisico

Solido in metallo solido bianco, lucente e altamente cristallino, che può essere raggiunto come polvere grigio scuro.

Numero atomico

39

Massa molare

89.905 g/mol

Punto di fusione

1526 ºC

Punto di ebollizione

2930 ºC

Può servirti: silicato di calcio: proprietà, struttura, ottiene, usi

Densità

4.472 g/cm³

Calore di fusione

undici.42 kJ/mol

Calore di vaporizzazione

363 kJ/mol

Capacità calorica molare

26.53 J/(mol · K)

Stati di ossidazione

L'irito può partecipare ai suoi composti con uno dei seguenti stati di ossidazione: 0, +1, +2 e +3, il +3 è il più comune perché è un elemento del gruppo 3.

Elettronegatività

1.22 sulla scala Pauling

Energie di ionizzazione

Primo: 600 kJ/mol

Secondo: 1180 kJ/mol

Terzo: 1980 KJ/Mol

Ordine magnetico

È un metallo paramagnetico, tuttavia diventa un superconduttore a una temperatura di -271,9 ºC e sotto pressioni superiori a 110 kilobares.

Reattività e composti

L'elemento puro è abbastanza stabile, perché ossido di ititrium e₂O₃, Forma sulla superficie metallica uno strato protettivo. Tuttavia, può ossidarsi rapidamente nell'aria a temperature superiori a 450 ºC. Se è polverizzato, brucia a temperature più basse.

L'ititrium forma composti inorganici con lo stato di ossidazione +3; Ad esempio: e₂O₃, E (oh)₃, E₂(C₂O₄)₃, Ypo₄, Yf₃, eccetera.

Reagisce rapidamente con acidi forti, ad eccezione degli acidi nitrici e fluorici. Reagisce anche con alogeni a temperature superiori a 200 ºC, per formare Haluros.

D'altra parte, ad alte temperature composti binari con fosforo, selenio, carbonio, fosforo, silicio e zolfo. L'itrium può far parte dei composti chimici organici.

Lo ione ititrium e³⁺, È incolore in soluzione, così come il suo ossido, tricloruro, solfato e carbonato.

Applicazioni

Televisione a colori

Ossido di ititrium o solfuro di ititrium e₂S₃, Dopados con l'elemento Europio, sono coinvolti nella produzione di televisori di colore rosso sui colori che usano i tubi catodici.

Garnets

Garnet Ittrium e Iron. Fonte: Krizu a tedesco Wikipedia, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Garnet Ittrium e Alluminio (YAG), CERIO, viene utilizzato in LED bianchi e bianchi. Viene anche usato, data la sua durezza, come imitazione del diamante. Inoltre, il laser di YAG, grazie alla sua energia, viene utilizzato per trafiggere e tagliare i metalli.

Nel frattempo, Irrito e Hierro Garnet (YIG) vengono utilizzati come filtro a microonde e nella trasmissione di energia acustica.

Leghe

L'itrium viene utilizzato per aumentare la resistenza delle leghe di alluminio e magnesio. L'ossido di ititrium, nel frattempo, è combinato con ossido di zirconio per formare una lega che interviene nella formazione di una ceramica molto resistente; Ceramica utilizzata in elettronica, nonché nella formazione di una barriera termica per i motori di reazione.

Può servirti: acido ferulico: ottenimento, funzioni, applicazioni

Una lega di ititrium con cromo e alluminio viene utilizzata nella produzione di un conduttore elettrico molto resistente al calore.

Medici

L'isotopo radioattivo dell'ITIT, ⁹⁰Ed è stato usato nel trattamento di molti tipi di cancro. Lui ⁹⁰Ed è un emettitore radioattivo di particelle β con una mezza vita di 2.67 giorni (64.1 ora).

È usato nel trattamento di diversi tipi di cancro, come il linfoma e la leucemia, che colpiscono i leucociti. Inoltre, per il carcinoma epatico, ovarico, colon-colon, pancreas e osso.

Lui ⁹⁰E viene somministrato, usando diverse modalità, attraverso i vasi sanguigni che conducono il sangue ai tessuti in cui è presente il tumore canceroso.

Puoi unirti agli anticorpi monoclonali diretti specificamente contro le cellule tumorali. Unendo gli anticorpi alle cellule tumorali, consente la fissazione del ⁹⁰E per loro, permettendo così la loro distruzione. Le micro sfere sono anche usate per trasportare l'isotopo sul tessuto canceroso.

Questa tecnica si chiama radioembolizzazione e il contenuto del contenuto del ⁹⁰E vengono iniettati nei vasi sanguigni che portano al tessuto canceroso epatico. Inoltre, il ⁹⁰E per piccoli aghi usati nel trattamento delle articolazioni infiammate, in particolare le ginocchia.

Ceramica e vetro

L'itrium viene utilizzato nella produzione di nitruro di silicio, composto utilizzato nell'elaborazione di una ceramica di un 8 -hordness di 8.5 (scala MOHS), usato nei pezzi del forno. L'ossido di ititrium viene utilizzato nella produzione di vetro e ceramica con bassa espansione termica.

Pigmento

Pigmento blu, recente e non tossico che contiene atomi di ititrium nella sua composizione. Fonte: più Subramanian, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Uno degli usi relativamente più recenti (2009) dell'Irito è come componente nella preparazione di un pigmento: Yinmn Blue (immagine sopra), scoperta dai ricercatori dell'Università dell'Oregon. La sua formula è yin_1-xMn_XO₃, e quindi la sua struttura cristallina è composta dagli ossidi di ititrium, indiano e manganese.

Yinmn Blue è l'ultimo pigmento scoperto dopo il blu cobalto, carbone₂O₄, Duecento anni fa, nel 1802. È caratterizzato, come si può vedere, dai suoi colori vibranti e modificabili. Inoltre, è un pigmento stabile e non tossico.

Può servirti: neopentil: struttura, caratteristiche, nomenclatura, formazione

Altri

Esistono composti ititrium che vengono utilizzati come catalizzatori per la polimerizzazione dell'etilene. L'ititrium metallico viene utilizzato per l'elaborazione di elettrodi in candele ad alte prestazioni. Vanadio e altri metalli non ferrosi sono anche usati per il disossido.

L'itrium fa parte di un superconduttore di ossido di rame, bario e ititrio, noto come "ybco". In questo azoto liquido superconduttore viene utilizzato per ridurre la temperatura anziché l'elio, il che consente quindi ai costi di diminuire.

L'itrium è incorporato nei catodi di alcune batterie di ferro e fosfato di litio (LFP).

Ottenimento

L'itrium ha un'abbondanza di 33 ppm nella crosta terrestre. Fa parte di alcuni minerali insieme a elementi di terre rare. È sfruttato commercialmente dal monacite, che contiene il 3% del metallo e il Bastnäsita, con uno 0.2 % dello stesso.

Tuttavia, si trova anche in minerali come Gadolinita, Euxenita e Xenotima della Malesia, che contiene fino al 60% di otrium sotto forma di fosfato.

L'ossido di ititrium può essere ottenuto da una miscela con ossidi di elementi delle terre rare, dissolvendo il materiale che li contiene in acido solforico e quindi frazionandoli mediante cromatografia a scambio ionico.

L'itrium può essere purificato con un metodo che utilizza acido ossalico e che alla fine produce fluoro, precedente intervento di idrogeno fluoruro. Il fluoruro di ititrium è ridotto nell'ititrium metallico riducendo l'uso del calcio come agente riducente ad alte temperature.

Isotopi

L'itrium ha un totale di 33 isotopi, le cui masse variano da ⁷⁶E al ¹⁰⁸E. L'unico isotopo stabile è il ⁸⁹E, mentre gli isotopi rimanenti sono radioattivi, la maggior parte è particelle beta (β^- e β⁺). L'isotopo radioattivo meno stabile è il ¹⁰⁶E, con una mezza vita inferiore a 150 nanosecondi.

Nel frattempo, l'isotopo radioattivo più stabile è ⁸⁸E, con una mezza vita di 106.626 giorni. La maggior parte degli isotopi radioattivi dell'itrium hanno una mezza vita inferiore a 1 ora.

Riferimenti

1. SHIVER & ATKINS. (2008). Chimica inorganica. (quarta edizione). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Ittrio. Recuperato da: in.Wikipedia.org
3. I redattori di Enyclopedia Britannica. (2020). Ittrio. Recuperato da: Britannica.com
4. Dottore. Doug Stewart. (2020). Fatti per elementi yttum. Recuperato da: Chemicool.com
5. Adomeg. (2020). Elemento chimico di ittrio. Recuperato da: chimica esplicata.com
6. Lentech b.V. (2020). Ittrio. Recuperato da: lentech.com
7. Staff scientifico dal vivo. (24 agosto 2018). Fatti su yttum. Recuperato da: LiveScience.com
8. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (25 agosto 2020). Fatti yttum - ed elemento. Recuperato: da: pensiero.com
9. Il laboratorio nazionale di Alamos. (2016). Ittrio. Estratto da: periodico.Lanl.Gov