Nguyên tố yttrium được phát hiện vào cuối thế kỷ 18. Tuy nhiên, chỉ trong vài thập kỷ gần đây, kim loại mềm bạc này đã được tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau: hóa học, vật lý, công nghệ máy tính, năng lượng, y học và các lĩnh vực khác. Công thức điện tử của yttrium (nguyên tử): Y - 1s22s22p63s 23p64s23d104p64d15s2.
Sự thật
Số nguyên tử (số proton trong hạt nhân): 39.
Kí hiệu nguyên tử (trong bảng tuần hoàn các nguyên tố): Y.
Khối lượng nguyên tử: 88, 906.
Tính chất: yttrium nóng chảy ở 2772 độ F (1522 độ C); điểm sôi - 6053 F (3345 ° C). Khối lượng riêng của kim loại là 4,47 gam trên cm khối. Ở nhiệt độ phòng, nó ở trạng thái rắn. Trong không khí, nó được bao phủ bởi một lớp màng bảo vệ oxit. Trong nước sôi, oxi bị oxi hóa, nó phản ứng với các chất khoáng, axit axetic. Khi bị đốt nóng, nó có thể tương tác với các nguyên tố như halogen, hydro, nitơ,lưu huỳnh và phốt pho.
Mô tả
Nguyên tố hóa học yttri trong bảng tuần hoàn nằm trong số các kim loại chuyển tiếp. Chúng được đặc trưng bởi độ bền và đồng thời mềm dẻo, vì vậy một số trong số chúng, chẳng hạn như đồng và niken, được sử dụng rộng rãi cho dây dẫn. Dây và thanh Yttrium cũng được sử dụng trong lĩnh vực điện tử và sản xuất điện năng lượng mặt trời. Yttrium cũng được sử dụng trong laser, gốm sứ, ống kính máy ảnh và hàng chục mặt hàng khác.
Nguyên tố hóa học yttrium cũng là một trong những nguyên tố đất hiếm. Mặc dù có tên này, chúng có khá nhiều trên khắp thế giới. Có tổng cộng 17 chiếc được biết đến.
Tuy nhiên, yttrium hiếm khi được sử dụng riêng. Thông thường, nó được sử dụng để tạo thành các hợp chất như yttrium, bari và đồng oxit. Nhờ đó, một giai đoạn nghiên cứu mới về hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao đã được mở ra. Yttrium cũng được thêm vào hợp kim kim loại để cải thiện khả năng chống ăn mòn và oxy hóa.
Lịch sử
Năm 1787, một trung úy quân đội Thụy Điển kiêm nhà hóa học bán thời gian tên là Carl Axel Arrhenius đã phát hiện ra một tảng đá đen bất thường khi khám phá một mỏ đá gần Ytterby, một thị trấn nhỏ gần thủ đô Stockholm của Thụy Điển. Nghĩ rằng mình đã phát hiện ra một khoáng chất mới có chứa vonfram, Arrhenius đã gửi một mẫu cho Johan Gadolin, một nhà khoáng vật học và nhà hóa học người Phần Lan, để phân tích.
Gadolin đã cô lập nguyên tố hóa học yttrium trong một khoáng chất sau này được đặt theo tên của ônggadolinit. Tên của kim loại mới, tương ứng, đến từ Ytterby, nơi phát hiện ra nó.
Năm 1843, một nhà hóa học Thụy Điển tên là Carl Gustav Mosander đã kiểm tra các mẫu yttrium và phát hiện ra rằng chúng chứa ba oxit. Vào thời điểm đó chúng được gọi là yttrium, erbium và terbium. Hiện nay chúng được gọi là oxit yttrium trắng, oxit terbi màu vàng và oxit erbium màu hồng, tương ứng. Ôxít thứ tư, ôxít ytterbi, được xác định vào năm 1878.
Nguồn
Mặc dù nguyên tố hóa học yttrium được phát hiện ở Scandinavia, nhưng nó lại có nhiều ở các quốc gia khác. Trung Quốc, Nga, Ấn Độ, Malaysia và Australia là những nhà sản xuất hàng đầu của nó. Vào tháng 4 năm 2018, các nhà khoa học đã phát hiện ra một mỏ khổng lồ gồm các kim loại đất hiếm, bao gồm cả yttrium, trên một hòn đảo nhỏ của Nhật Bản tên là Minamitori.
Nó có thể được tìm thấy trong hầu hết các khoáng chất đất hiếm, nhưng nó chưa bao giờ được tìm thấy trong vỏ trái đất như một nguyên tố độc lập. Cơ thể con người cũng chứa nguyên tố này với một lượng rất nhỏ, thường tập trung ở gan, thận và xương.
Sử dụng
Trước kỷ nguyên của ti vi màn hình phẳng, chúng có các ống tia âm cực lớn chiếu hình ảnh lên màn hình. Yttrium oxit pha tạp với europium tạo ra màu đỏ.
Nó cũng được thêm vào ôxít zirconi (zirconi điôxít) để thu được hợp kim ổn định cấu trúc tinh thể sau này, cấu trúc này thường thay đổi theonhiệt độ.
Ngọc hồng lựu tổng hợp làm từ hỗn hợp yttrium-nhôm đã được bán với số lượng lớn trong những năm 1970, nhưng cuối cùng chúng phải nhường chỗ cho zirconium. Ngày nay, chúng được sử dụng làm tinh thể khuếch đại ánh sáng trong laser công nghiệp. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng cho các bộ lọc vi sóng, cũng như trong công nghệ ra-đa và truyền thông.
Nguyên tố hóa học yttrium được sử dụng rộng rãi để sản xuất phốt pho. Chúng đã được sử dụng trong điện thoại di động và màn hình lớn, cũng như đèn huỳnh quang (tuyến tính và đèn compact).
Đồng vị phóng xạ yttrium-90 được sử dụng trong xạ trị để điều trị ung thư.
Nghiên cứu đang tiến hành
Yttrium dễ làm việc hơn và rẻ hơn so với nhiều nguyên tố khác, theo các nhà khoa học. Ví dụ, các nhà nghiên cứu đang sử dụng nó thay vì bạch kim đắt hơn nhiều để phát triển pin nhiên liệu. Các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Chalmers và Đại học Kỹ thuật Đan Mạch đang sử dụng nó cùng với các kim loại đất hiếm khác ở dạng hạt nano, một ngày nào đó có thể loại bỏ nhu cầu sử dụng nhiên liệu hóa thạch và cải thiện hiệu suất của ô tô chạy bằng pin.
Nghiên cứu về hiện tượng siêu dẫn dựa trên yttrium vẫn tiếp tục trên khắp thế giới. Đặc biệt, những bước đột phá đang được thực hiện trong lĩnh vực chụp cộng hưởng từ (MRI). Nhà vật lý Paul Chu và nhóm của ông tại Đại học Houston đã phát hiện ra rằng một hợp chất của yttrium, bari và đồng oxit (được gọi là yttrium-123) có thể góp phần vàosiêu dẫn ở khoảng âm 300 độ F (âm 184,4 độ C). Họ đã tạo ra một loại vật liệu có thể được làm lạnh bằng nitơ lỏng, điều này sẽ giúp giảm đáng kể chi phí cho các ứng dụng siêu dẫn trong tương lai. Tuy nhiên, công dụng tiềm năng của nó vẫn chưa được khám phá hết.
