Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ИТТРИЙ

ИТТРИЙ (от назв. селения Иттербю, Ytterby в Швеции; лат. Yttrium) Y, хим. элемент III гр. периодич. системы; ат. н. 39, ат. м. 88,9059; относится к редкоземельным элементам. Прир. иттрий состоит из одного стабильного изотопа 89Y. Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 1,5.10-28 м2. Конфигурация внеш. электронных оболочек 4d15s2; степень окисления +3; энергия ионизации при последоват. переходе от Y0 к Y3+ соотв. 6,2171, 12,24 и 20,52 эВ; атомный радиус 0,181 нм; ионный радиус (в скобках указаны координац. числа) Y3+ 0,104 нм (6), 0,110 нм (7), 0,116 нм (8), 0,122 нм (9). Содержание иттрия в земной коре 2,0.10-3% по массе, в морской воде - 3.10-4 мг/л. Вместе с др. РЗЭ содержится в минералах ксенотиме, фергюсоните, эвксените, гадолините, браннерите, иттропаризите, иттрофлюорите, талените, иттриалите и др. Осн. пром. типы месторождений иттрия: россыпи, содержащие ксенотим, эвксенит и фергюсонит, гранитные пегматиты с ксенотимом и титано-тантало-ниобатами иттрия, а также гидротермальные месторождения, связанные с субщелочными гранитоидами и содержащие ксенотим и иттропаризит. Кроме того, иттрий может быть получен попутно при переработке нек-рых руд U (золото-браннеритовые конгломераты, урансодержащие фосфориты, каменные и бурые угли), Th (ксенотим-ферриторитовые месторождения), Nb и Та (фергюсонитовые, эвксенитовые, самарскитовые руды). Благодаря большим масштабам переработки апатитового сырья, источниками иттрия можно считать апатиты, несмотря на низкое содержание в них иттрия. Общие запасы Y2O3 (без социалистич. стран) составляют 34,6 тыс. т. Главнейшие месторождения иттрия расположены в КНР, СССР, США, Канаде, Австралии, Индии, Малайзии, Бразилии. Иттрий - металл светло-серого цвета; до 1482°С устойчива a-форма: решетка гексагональная типа Mg, a = 0,36474 нм, с = 0,57306 нм, z = 2, пространств. группа P63/mmc; рентгеновская плотн. 4,472 г/см3, измеренная - 4,45 г/см3. Выше 1482 °С устойчива р-форма: решетка кубическая типа a-Fe, а = 0,408 нм, z = 2, пространств. группа Im3m; DH0 перехода a : b 4,98 кДж/моль. Т. пл. 1528°С, т. кип. ок. 3320 °С; С0p 26,52 Дж/(моль.К); DH0пл 11,32 кДж/моль, DH0возг 423,0 кДж/моль; S0298 44,43 Дж/(моль.К); давление пара 6,15.10-2 Па (1700 К); температурный коэф. линейного расширения 1,08.10-5 К-1; r 6,5.10-7 Ом.м; парамагнитен, магн. восприимчивость +2,15.10-6 (292 К), 2,43.10-6 (90 К); твердость по Бринеллю 628 МПа; модуль упругости 66 ГПа; модуль сдвига 264 ГПа; коэф. Пуассона 0,265; коэф. сжимаемости 26,8.10-7 см2/кг. Легко поддается мех. обработке. Иттрий куют и прокатывают до лент толщиной 0,05 мм на холоду с промежут. отжигом в вакууме при 900-1000 °С. На воздухе иттрий покрывается тонкой устойчивой пленкой оксидов, при 370-425 °С образуется черная плотно пристающая оксидная пленка; интенсивное окисление начинается выше 760 °С. Компактный металл медленно окисляется кислородом воздуха в кипящей воде, легко реагирует с минер. к-тами и медленно с уксусной к-той, относительно инертен к фтористоводородной к-те. Иттрий взаимод. с Н2 при 315-1540°С, образуя гидриды разл. состава. При 760 °С соединяется с N2, давая нитрид YN, при нагр. реагирует также с галогенами, С, S, Р. Ниже приводятся сведения о наиб. важных соед. иттрия. Оксид (сесквиоксид) Y2О3 - бесцв. кристаллы; при обычном давлении существует в двух кристаллич. модификациях: с кубич. решеткой типа Тl2О3 (а = 1,061 нм, z = 16, пространств. группа Iа3) и с гексагональной (а = 0,381 нм, с = 0,609 нм, z = 1, пространств. группа 261_280-42.jpg ); т-ра полиморфного перехода 2277 °С, DH0 перехода ок. 54 кДж/моль; при 3,5 МПа и 550 °С образуется моноклинная модификация; т. пл. 2430 °С, т. кип. ок. 4300 °С; измеренная плотн. 4,85 г/см3, рентгеновская - 5,02; С0p 102,5 Дж/(моль.К); DH0обр -1905 кДж/моль, DH0пл 83 кДж/моль; S0298 99,16 Дж/(моль.К); практически не раств. в воде; раств. в минер. к-тах. Получают оксид разложением нитрата, оксалата, карбоната или др. соед. иттрия на воздухе, обычно при 800-1000 °С. Оксид иттрия - компонент спец. стекол для оптич. приборов, жаропрочной и прозрачной керамики, дисперсионно упрочненных жаропрочных сплавов на основе Ni и Zr, стабилизатор ZrO2. Оксид иттрия, активированный Еu, - красный люминофор для экранов цветного телевидения. Его используют также для получения иттрий-железных и др. иттриевых гранатов (см. Гранаты синтетические), оксисульфида и ортованадата иттрия. Иттрий-бариевая керамика (оксокупрат иттрия, бария состава YBa2Cu3O7_x) - высокотемпературный сверхпроводящий материал с т-рой перехода в сверхпроводящее состояние ~ 90-100 К; при х = 0,31 кристаллизуется в ромбич. сингонии (а = 0,38829 нм, b = 0,38223 нм, с = 1,1690 нм, пространств. группа Рттт); получают спеканием Y2O3, BaO и СuО при 950-1100 °С в атмосфере О2, методами криохим. технологии и др. Трифторид YF3 - бесцв. кристаллы; существует в двух модификациях: с ромбич. решеткой типа Fe3C (a = 0,6367 нм, b = 0,6859 нм, с = 0,4394 нм, z = 4, пространств. группа Рпта; рентгеновская плотн. 5,069 г/см3) до 1077°С и гексагональной (а = 0,412 нм, с = 0,423 нм, z = 1, пространств. группа Р3т1) выше 1077 °С; т. пл. 1155°С, т. кип. 2230 °С; С0p 94,9 Дж/(моль.К); DH0обр -1718 кДж/моль; S0298 100 Дж/(моль.К); образует кристаллогидраты. Получают гидраты осаждением из р-ров солей иттрия при действии фтористоводородной к-ты, безводную соль обезвоживанием гидратов, взаимод. Y2O3 с газообразным HF или F2, разложением фтораммонийных комплексов при 400-500 °С. Используют при получении иттрия металлотермич. способом; Li[YF4], легированный Но, - лазерный материал. Трихлорид YCl3 - бесцв. гигроскопичные кристаллы с моноклинной решеткой типа АlСl3 (а = 0,692 нм, b = 1,192 нм, с = 0,644 нм, b = 111,0°, z = 4, пространств. группа С2/m); т. пл. 721 °С, т. кип. 1482 °С; измеренная плотн. 2,8 г/см3 (18 °С), рентгеновская 2,61 г/см3; С0p 92,1 Дж/(моль.К); DH0обр -1000 кДж/моль; S0298 113 Дж/(моль.К); хорошо раств. в воде; образует кристаллогидраты. Получают взаимод. смеси Сl2 и ССl4 с Y2O3 или Y2(C2O4)3 выше 200 °С, хлорированием иттрия выше 100 °С и др. М.б. использован для получения чистого иттрия металлотермич. способом. Гидроксид Y(OH)3 - бесцв. творожистый осадок, сильно гидратированный. Образуется при обработке водорастворимых солей иттрия щелочами (начинает осаждаться при рН 6,5-7,0). Подвергается старению; в присут. СО2 превращ. в гидратированные основные карбонаты иттрия. Водорастворимые соли иттрия - хлорид, нитрат, перхлорат, сульфат, ацетат, формиат и др. при упаривании р-ра выделяются в форме кристаллогидратов, напр.: Y(NO3)3.2О, Y2(SO4)3.8H2O. В разб. водных р-рах соли иттрия гидролизуются с образованием основных солей. При прокаливании солей кислородсодержащих к-т они переходят в оксид. Важнейшие комплексные соед. иттрия - нитраты, сульфаты, хлориды, фториды, b-дикетонаты и др. Соед. с монодентатными лигандами малоустойчивы и в р-рах обычно полностью диссоциируют. Однако полидентатные лиганды (комплексоны, гидроксикислоты, b-дикетоны и др.) образуют с иттрием комплексные соед. высокой устойчивости. Координац. число иттрия в комплексных соед. с полидентатными лигандами обычно больше шести. В ряду РЗЭ по величине атомного и ионного радиусов иттрий занимает место между Тb и Dy. Однако в зависимости от состава и строения комплексных соед. по величине константы устойчивости комплексов иттрий иногда "перемещается" в сторону легких РЗЭ и может при разделении образовывать общие фракции даже с Sm. "Перемещение" иттрия в ряду РЗЭ с изменением природы лиганда считают перспективным для разработки эффективных методов выделения и очистки иттрия из смесей РЗЭ. Соед. иттрия извлекают из смесей с соед. др. РЗЭ экстракцией и ионным обменoм. Металлич. иттрий получают восстановлением безводных галогенидов иттрия литием или кальцием с послед. отгонкой примесей. Иттрий - легирующая и модифицирующая добавка к чугунам, сталям и сплавам. Его используют при получении высокопрочного чугуна (с шаровидным графитом), нержавеющих и жаростойких хромистых сталей. Иттрий повышает жаростойкость и жаропрочность сплавов на основе Ni, Co, Cr, Nb и др., увеличивает прочность и пластичность тугоплавких металлов и сплавов на основе W, Hf, Zr, Mo, Та, упрочняет титановые, медные и др. сплавы, входит в состав сплавов на основе Mg и Аl, используемых в авиационной технике. В электронике и радиотехнике сплавы иттрия с La, Al, Zr применяют в качестве геттеров. Из тугоплавких и огнеупорных материалов на основе боридов, сульфидов и оксидов иттрия изготовляют катоды для мощных генеpаторов. Ортованадат и оксисульфид иттрия, активированные Еu, - красные люминофоры для цветного телевидения, оксисульфид, активированный Тb, - люминофор для мед. диагностики, алюминат иттрия - лазерный материал. В 1794 Ю. Гадолин выделил из минерала иттербита оксид элемента, к-рый он назвал иттрием. Однако в 1843 К. Мосандер показал, что этот оксид на самом деле является смесью оксидов Y, Еr и Тb, и выделил из этой смеси Y2O3. Металлич. (нечистый) иттрий впервые получил Ф. Вёлер в 1828.
===
Исп. литература для статьи «ИТТРИЙ»: см. при ст. Редкоземельные элементы.
Л. И. Мартыненко. С. Д. Моисеев. Ю. М. Киселев.

Страница «ИТТРИЙ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

Еще по теме:

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн