Yttrium

Sc ↑ Y ↓ La Stroncium ← Yttrium → Zirkonium • [Kr] 4d1 5s2 89 Y 39 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ↓Periodická tabulka prvků↓
Obecné
Název (lat.), značka, číslo	Yttrium (Yttrium), Y , 39
Registrační číslo CAS	7440-65-6
Umístění v PSP	3 skupina, 5. perioda, blok d
Char. skupina	Přechodné kovy
Hmotnostní zlomek v zem. kůře	28,1 až 34 ppm
Konc. v mořské vodě	0,0003 mg/l
Počet přírodních izotopů	1
Vzhled	Šedý až stříbřitě bílý přechodný kov
[[Soubor:|255px|Emisní spektrum]]
Atomové vlastnosti
Rel. at. hmotnost	88,90585 u
Atomový poloměr	180 pm
Kovalentní poloměr	190 pm
van der Waalsův poloměr	pm
Elektronová konfigurace	[Kr] 4d1 5s2
Elektronů v hladinách	2, 8, 18, 9, 2
Oxidační číslo	I, II, III
Fyzikální vlastnosti
Skupenství	Pevné
Krystalová struktura	Šesterečná
Hustota	4,472 g/cm3
Kritická hustota	{{{kritická hustota}}} g cm-3
Tvrdost	(Mohsova stupnice)
Magnetické chování	Paramagnetický
Měrná magnetická susceptibilita	{{{magnetická susceptibilita}}}
Teplota tání	1525,85 °C (1799 K)
Teplota varu	3335,85 °C (3609 K)
Kritická teplota	{{{kritická teplota c}}} °C ({{{kritická teplota k}}} K)
Teplota trojného bodu	{{{teplota trojného bodu c}}} °C ({{{teplota trojného bodu k}}} K)
Teplota přechodu do supravodivého stavu	{{{teplota supravodivosti}}}
Teplota změny krystalové modifikace	{{{teplota změny modifikace}}}
Tlak trojného bodu	{{{tlak trojného bodu}}} kPa
Kritický tlak	{{{kritický tlak}}} kPa
Molární objem	19,88 · 10−6 m3/mol
Dynamický viskozitní koeficient	{{{dynamický viskozitní koef.}}}
Kinematický viskozitní koeficient	{{{kinematický viskozitní koef.}}}
Tlak nasycené páry	100 Pa při 2320K
Rychlost zvuku	3300 m/s
Index lomu	{{{index lomu}}}
Relativní permitivita	{{{relativní permitivita}}}
Elektrická vodivost	1,66 × 106 S·m-1
Měrný elektrický odpor	596 nΩ·m
Teplotní součinitel el. odporu	{{{součinitel elektrického odporu}}}
Tepelná vodivost	17,2 W·m−1·K−1
Povrchové napětí	{{{povrchové napětí}}}
Termodynamické vlastnosti
Skupenské teplo tání	11,42 KJ/mol
Specifické teplo tání	{{{spec. teplo tání}}}
Skupenské teplo varu	365 KJ/mol
Specifické teplo varu	{{{spec. teplo varu}}}
Molární atomizační entalpie	{{{molární atomizační entalpie}}}
Entalpie fázové přeměny modifikace	{{{entalpie fázové přeměny modifikace}}}
absolutní entropie	{{{absolutní entropie}}}
Měrná tepelná kapacita	26,53 Jmol-1K-1
Molární tepelná kapacita	{{{molární tepelná kapacita}}}
Spalné teplo na m³
Spalné teplo na kg
Různé
Van der Waalsovy konstanty	{{{van der Waalsovy konstanty}}}
Teplotní součinitel délkové roztažnosti	{{{součinitel délkové roztažnosti}}}
Redoxní potenciál	-2,37 V
Elektronegativita	1,22 (Paulingova stupnice)
Ionizační energie	1: 600 KJ/mol 2: 1180 KJ/mol 3: 1980 KJ/mol
Iontový poloměr	92 pm
Izotopy
izo výskyt t1/2 rozpad en. MeV prod. 87Y umělý 3,35 dne ε - 87Sr γ 0,48 87Sr 88Y umělý 106,6 dne ε - 88Sr γ 1,83 88Sr 89Y 100% je stabilní s 50 neutrony 90Y umělý 2,67 dne β− 2,28 90Zr γ 2,18 90Zr 91Y umělý 58,5 dne β− 1,54 91Zr γ 1,20 91Zr
Bezpečnost
R-věty	R11
S-věty	S7/9, S16, S33
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP.

Yttrium (chemická značka Y, latinsky Yttrium) je šedý až stříbřitě bílý, přechodný kovový prvek, chemicky silně příbuzný prvkům skupiny lanthanoidů. Hlavní uplatnění nalézá ve výrobě barevných televizních obrazovek.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Yttrium je stříbřitě bílý, středně tvrdý, poměrně vzácný přechodný kov.

Vůči působení vzdušného kyslíku je poměrně stálé, pouze v práškovité formě podléhá za vyšších teplot spontánní oxidaci. Odolává i působení vody, ale snadno se rozpouští ve zředěných minerálních kyselinách, především v kyselině chlorovodíkové (HCl).

Ve sloučeninách se vyskytuje prakticky pouze v mocenství Y³⁺.

Bylo objeveno v roce 1794 švédským chemikem Johanem Gadolinem a poprvé bylo v čisté formě izolováno Friedrichem Wohlerem roku 1828. Název získalo podle obce Ytterby u Stockholmu, kde geolog Carl Axel Arrhennius nalezl v roce 1787 do té doby neznámý nerost, který dal Gadolinovi k prozkoumání.

Výskyt a výroba

Yttrium je v zemské kůře obsaženo v množství přibližně 28–4 mg/kg. V mořské vodě je jeho koncentrace kolem 0,000 3 mg/l. Ve vesmíru připadá jeden atom yttria na 10 miliard atomů vodíku.

V přírodě se yttrium vyskytuje pouze ve formě sloučenin. Neexistují ani minerály obsahující čisté yttrium, ale vždy se jedná o směsné minerály, které obsahují lanthanoidy a v některých případech je yttrium přítomno v uranových rudách. Nejznámějšími průmyslově využívanými surovinami jsou monazitové písky, v nichž převládají fosforečnany ceru a lanthanu a bastnäsity – směsné fluorouhličitany prvků vzácných zemin.

Velká ložiska těchto rud se nalézají v USA, Číně a Vietnamu. Významným zdrojem jsou i fosfátové suroviny – apatity z poloostrova Kola v Rusku.

Vzhledem k omezené dostupnosti hrozí v nejbližších letech kritický nedostatek zdrojů prvku pro technologické využití.

Průmyslová výroba yttria vychází obvykle z lanthanoidových rud. Hornina se louží směsí kyseliny sírové a chlorovodíkové a ze vzniklého roztoku solí se přídavkem hydroxidu sodného vysráží hydroxidy yttria a lanthanoidů.

Separace jednotlivých prvků se provádí řadou různých postupů – kapalinovou extrakcí komplexních solí, iontovou chromatografií nebo selektivním srážením nerozpustných komplexních solí.

Příprava čistého kovu obvykle probíhá redukcí solí yttria kovovým vápníkem. Redukci fluoridu yttritého popisuje rovnice:

2 YF₃ + 3 Ca → 2 Y + 3 CaF₂

Použití a sloučeniny

Většina světové produkce yttria slouží v současné době jako základní materiál při syntéze luminoforů pro výrobu obrazovek barevných televizorů. Společně s oxidy europia se sloučeniny yttria nanášejí na vnitřní stranu televizní obrazovky, kde po dopadu urychleného elektronu vydávají červené luminiscenční záření.

Oxidy železa, hliníku a yttria (granáty) Y₃Fe₅O₁₂ a Y₃Al₅O₁₂ mají tvrdost až 8,5 Mohsovy stupnice a používají se při výrobě šperků jako levná náhrada diamantu. Nacházejí uplatnění i jako snímací členy akustické energie a při výrobě infračervených laserů.

V metalurgii se přídavky malého množství yttria do slitin hliníku a hořčíku (duralů) značně zvyšuje jejich pevnost. Litina s obsahem yttria získává značně vyšší tvárnost a kujnost – tzv. kujná litina. Při výrobě vanadu a některých dalších neželezných kovů slouží yttrium k odstraňování kyslíku – deoxidaci vyráběného kovu.

Při výrobě skla a keramiky působí přídavky oxidu yttritého zvýšení bodu tání, zlepšují odolnost proti tepelnému šoku a snižují tepelnou roztažnost produktu .

Sloučenina (Y_1,2Ba_0,8CuO₄) vykazuje supravodivé vlastnosti i při teplotách kolem 90 K, tedy nad bodem varu kapalného dusíku a je proto perspektivním materiálem pro výrobu prakticky využitelných supravodivých materiálů.

Literatura

• Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
• Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
• Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
• N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

---