Structure iTitrio, propriétés, utilisations, obtention

Il yttrium C'est un métal de transition qui appartient au groupe 3 du tableau périodique, et dont le symbole chimique est et. Bien qu'il ne fasse pas partie de la série Lantanide, il est souvent considéré comme l'un des éléments des terres rares, comme on le trouve dans les mêmes minéraux que les lanthanides, et a également des propriétés chimiques similaires.

L'Ititrum et les Lanthanides sont présents dans les mêmes minéraux, y compris le Bastnäsita et la Monacita. C'est un métal relativement stable dans l'air, en raison d'une couche de son oxyde qui lui donne une protection, mais elle s'oxyde rapidement dans l'air chaud.

Cristaux dendritiques métalliques et ultrapuro. Source: Jurii, CC par 3.0, via Wikimedia Commons

Former des composés principalement avec l'état d'oxydation +3 (et³⁺), comme l'oxyde d'ititrio, et₂SOIT₃, et composés solubles ou insolubles dans l'eau.

L'itrio a été découvert en 1794 par Johan Gadolin, un scientifique finlandais qui a analysé un minéral sombre livré par Carl Arrhenius lui-même. Gadolin a trouvé dans le minéral un élément inconnu, ses résultats étant confirmés par le chimiste suédois Anders Ekeberg, qui a nommé `` Itria '' l'oxyde du nouveau métal, tandis que le métal a appelé `` ItTrio ''.

En soi, dans sa forme métallique, il n'a pas trop d'utilisations, mais sert d'additif pour de nombreux alliages. D'un autre côté, son oxyde a de nombreuses applications en termes de matériaux, comme le verre et la céramique, en plus de composer un pigment bleuâtre découvert dans les temps modernes.

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Structure

Les atomes itirium sont rejoints par le lien métallique pour former une structure hexagonale compacte (HCP). Cette structure correspond à l'une de ses deux formes allotropes: la phase α, qui est stable à température ambiante. Cependant, lorsque les cristaux ititrium sont chauffés à 1478 ºC, ils adoptent une structure cubique, appelée phase β β.

Configuration électronique

Configuration électronique de l'iTitrium

L'Ititrium présente la configuration électronique suivante:

[Kr] 4d¹  5s²

Par conséquent, il a trois électrons de Valencia pour établir son lien métallique. Vous pouvez également perdre ces trois électrons pour vous transformer en cation et³⁺, qui est isoléctronique avec du gaz crypton noble.

Propriétés ititirium

Irrio isolé

Apparence physique

Métal solide blanc en side, toilettes brillantes et hautement cristallines, qui peuvent être obtenues sous forme de poudre gris foncé.

Numéro atomique

39

Masse molaire

89.905 g / mol

Point de fusion

1526 ºC

Point d'ébullition

2930 ºC

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Densité

4.472 g / cm³

Chaleur de fusion

onze.42 kJ / mol

Chaleur de vaporisation

363 kJ / mol

Capacité calorique molaire

26.53 J / (mol · k)

États d'oxydation

L'Irito peut participer à ses composés avec l'un des états d'oxydation suivants: 0, +1, +2 et +3, le +3 étant le plus courant car il est un élément du groupe 3.

Électronégativité

1.22 sur l'échelle Pauling

Énergies d'ionisation

Premièrement: 600 kJ / mol

Deuxième: 1180 kJ / mol

Troisième: 1980 kJ / mol

Ordre magnétique

C'est un métal paramagnétique, mais il devient un supraconducteur à une température de -271,9 ºC et sous des pressions supérieures à 110 kilobs.

Réactivité et composés

L'élément pur est assez stable, car₂SOIT₃, Former sur la surface métallique une couche protectrice. Cependant, il peut s'oxyder rapidement dans l'air à des températures supérieures à 450 ºC. S'il est pulvérisé, brûle toujours à des températures plus basses.

L'itrium forme des composés inorganiques avec l'état d'oxydation +3; Par exemple: et₂SOIT₃, Et (oh)₃, ET₂(C₂SOIT₄)₃, Ypo₄, Yf₃, etc.

Réagit rapidement avec des acides forts, à l'exception des acides nitriques et fluorhoriques. Il réagit également avec les halogènes à des températures supérieures à 200 ºC, pour former des haluros.

D'un autre côté, à des températures élevées, des composés binaires avec du phosphore, du sélénium, du carbone, du phosphore, du silicium et du soufre. L'Ititrium peut faire partie des composés chimiques organiques.

L'ion ititrium, et³⁺, Il est incolore en solution, tout comme son oxyde, son trichlorure, son sulfate et son carbonate.

Applications

Télévision couleur

Oxyde ititrium ou sulfure ititrium, et₂S₃, Dopados avec l'élément Europium, ils sont impliqués dans la production de couleur rouge sur les téléviseurs de couleur qui utilisent des tubes cathodiques.

Grenats

Ittrium et grenat de fer. Source: Krizu chez allemand wikipedia, cc by-sa 3.0, via Wikimedia Commons

Ittrium et aluminium (yag) grenat, cerio, est utilisé dans les LED blancs et blancs. Il est également utilisé, étant donné sa dureté, comme imitation du diamant. De plus, le laser de Yag, en raison de son énergie, est utilisé pour percer et couper les métaux.

Pendant ce temps, Irrito et Hierro Garnet (YIG) sont utilisés comme filtre à micro-ondes et dans la transmission de l'énergie acoustique.

Alliages

L'Ititrium est utilisé pour augmenter la résistance des alliages d'aluminium et de magnésium. L'oxyde d'itirium, quant à lui, est combiné avec l'oxyde de zirconium pour former un alliage qui intervient dans la formation d'une céramique très résistante; céramique utilisée en électronique, ainsi que dans la formation d'une barrière thermique pour les moteurs de réaction.

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Un alliage de l'ititrium avec du chrome et de l'aluminium est utilisé dans la production d'un conducteur électrique très résistant à la chaleur.

Médecins

L'isotope radioactif de l'ITIT, ⁹⁰Et, il a été utilisé dans le traitement de nombreux types de cancer. Il ⁹⁰Et c'est un émetteur radioactif de particules β avec une demi-vie de 2.67 jours (64.1 heure).

Il est utilisé dans le traitement de différents types de cancer, comme le lymphome et la leucémie, qui affectent les leucocytes. Aussi, pour le foie, l'ovaire, le colon-colon, le cancer du pancréas et de l'os.

Il ⁹⁰Et il est administré, en utilisant plusieurs modalités, à travers les vaisseaux sanguins qui mènent le sang aux tissus où la tumeur cancéreuse est présente.

Vous pouvez rejoindre des anticorps monoclonaux dirigés spécifiquement contre les cellules tumorales. En rejoignant les anticorps avec des cellules tumorales, il permet la fixation du ⁹⁰Et pour eux, permettant ainsi leur destruction. Des micro sphères sont également utilisées pour transporter l'isotope vers le tissu cancéreux.

Cette technique est appelée radiombolisation et le contenu du contenu du ⁹⁰Et ils sont injectés dans les vaisseaux sanguins qui conduisent au tissu cancéreux hépatique. De plus, le ⁹⁰Et aux minuscules aiguilles utilisées dans le traitement des articulations enflammées, en particulier les genoux.

Céramique et verre

L'Ititrium est utilisé dans la production de nitruro en silicium, composé utilisé dans l'élaboration d'une céramique d'un 8 dureté de 8.5 (échelle Mohs), utilisée dans les pièces du four. L'oxyde d'Itrium est utilisé dans la fabrication de verre et de céramique avec une faible extension thermique.

Pigment

Pigment bleu, récent et non toxique qui contient des atomes d'ititrum dans sa composition. Source: Plus Subramanian, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

L'une des utilisations relativement les plus récentes (2009) de l'Irito est en tant que composante dans la préparation d'un pigment: Yinmn Blue (image ci-dessus), découverte par des chercheurs de l'Université de l'Oregon. Sa formule est yin_{1 FOIS}MN_XSOIT₃, et par conséquent, sa structure cristalline est composée des oxydes d'Ititrium, indien et manganèse.

Yinmn Blue est le dernier pigment à avoir été découvert après Cobalt Blue, charbon₂SOIT₄, Il y a deux cents ans, en 1802. Il est caractérisé, comme on peut le voir, par ses couleurs vibrantes et modifiables. De plus, c'est un pigment stable et non toxique.

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Autres

Il y a des composés ititrium qui sont utilisés comme catalyseurs pour la polymérisation de l'éthylène. L'Ititrium métallique est utilisé pour l'élaboration d'électrodes dans les bougies d'allumage haute performance. Vanadio et d'autres métaux non ferreux sont également utilisés pour désoxyder.

L'Ititrium fait partie d'un supraconducteur d'oxyde de cuivre, du baryum et de l'itritrio, connu sous le nom de "YBCO". Dans ce supraconducteur, l'azote liquide est utilisé pour réduire la température au lieu de l'hélium, ce qui permet ainsi aux coûts de diminuer.

L'Ititrium est incorporé dans les cathodes de certaines batteries de phosphate de fer et de lithium (LFP).

Obtention

L'Ititrium a une abondance de 33 ppm dans la croûte terrestre. Il fait partie de certains minéraux ainsi que des éléments de terres rares. Il est exploité commercialement de la monacite, qui contient 3% du métal, et le Bastnäsita, avec un 0.2% de la même.

Cependant, il se trouve également dans des minéraux tels que Gadolinita, Euxenita et le Xenotima de Malaisie, qui contient jusqu'à 60% d'Otrium sous forme de phosphate.

L'oxyde d'itirium peut être obtenu à partir d'un mélange avec des oxydes d'éléments de terres rares, dissolvant le matériau qui les contient dans de l'acide sulfurique puis les fractionnant par chromatographie d'échange d'ions.

L'Ititrium peut être purifié par une méthode qui utilise l'acide oxalique et qui produit finalement du fluor, une intervention antérieure du fluor à l'hydrogène. Le fluorure ititrum est réduit en ititrum métallique en réduisant en utilisant le calcium comme agent réducteur à des températures élevées.

Isotopes

L'Ititrium a un total de 33 isotopes, dont les masses varient de la ⁷⁶Et al ¹⁰⁸et. Le seul isotope stable est le ⁸⁹Et, alors que les isotopes restants sont radioactifs, la majorité étant des particules bêta (β^- et β⁺). L'isotope radioactif moins stable est le ¹⁰⁶Et, avec une demi-vie moins de 150 nanosecondes.

Pendant ce temps, l'isotope radioactif le plus stable est ⁸⁸Et, avec une demi-vie de 106.626 jours. La plupart des isotopes radioactifs de l'itrium ont une demi-vie inférieure à 1 heure.

Les références

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