Yttrium (Y), kemiallinen alkuaine, jaksollisen järjestelmän ryhmän 3 harvinaisten maametallien metalli.
Yttrium on hopeanvalkoinen, kohtalaisen pehmeä, sitkeää metallia. Se on melko vakaa ilmassa; nopea hapettuminen alkaa noin noin 450 ° C: n lämpötilassa, jolloin saadaan Y2O3. Metalli reagoi helposti laimennettujen happojen kanssa – fluorivetyhappoa (HF) lukuun ottamatta, jossa metallin pinnalle muodostuva liukenematon YF3-suojakerros estää lisäreaktiot. Yttrium-käännökset syttyvät helposti ilmassa ja palavat valkeaksi. Metalli on paramagneettinen ja lämpötilasta riippumaton magneettinen herkkyys välillä 10–300 K (−263–27 ° C tai –442–80 ° F). Se muuttuu suprajohtavaksi 1,3 K: n lämpötilassa (-271,9 ° C tai -457 ° F) paineessa, joka ylittää 110 kilobaaria.
Vuonna 1794 suomalainen kemisti Johan Gadolin eristää yttrian, uuden maa- tai metallioksidin mineraalista löydetty Ytterbystä, Ruotsista. Yttria, ensimmäinen löydetty harvinainen maametalli, osoittautui seokseksi oksideja, joista yli vuosisadan aikana yhdeksän alkuaineita – yttrium, skandium (atominumero 21) ja terbiumin raskas lantanidimetalli ( atominumero 65) lutetiumiin (atominumero 71) – erotettiin. Yttriumia esiintyy varsinkin raskaissa harvinaisten maametallien malmeissa, joista tärkeimmät ovat lateriittisavet, gadoliniitti, eukseniitti ja ksenotime. Maan kuoren magmakivissä tämä alkuaine on runsaammin kuin mikään muu harvinaisten maametallien alkuaine, paitsi cerium, ja sitä on kaksi kertaa enemmän kuin lyijyä. Yttriumia esiintyy myös ydinfissiotuotteissa.
Stabiili yttrium-89 on ainoa luonnossa esiintyvä isotooppi. Yhteensä on raportoitu 33 yttriumin radioaktiivista isotooppia (lukuun ottamatta ydinsomeerejä), joiden massa vaihtelee 77: stä 109: een ja puoliintumisaika 41 millisekunnista (yttrium-108) – 106,63 päivään (yttrium-88). >
Kaupallisesti yttrium erotetaan muista harvinaisista maametalleista neste-neste- tai ioninvaihtouutolla, ja metalli tuotetaan pelkistämällä vedetön fluori kalsiumilla. Yttrium esiintyy kahdessa allotrooppisessa (rakenteellisessa) muodossa. A-faasi on tiivis kuusikulmainen, joiden a = 3,6482 Å ja c = 5,7718 Å huoneenlämpötilassa. P-vaihe on ruumiin keskellä oleva kuutio, jonka a = 4,10 Å 1478 ° C: ssa (2692 ° F). Yttriumilla ja sen yhdisteillä on lukuisia käyttötarkoituksia. Tärkeimpiä sovelluksia ovat loistelamppujen punaisten fosforien isännät, värinäytöt ja TV-näytöt, joissa käytetään katodisädeputkia. Lasereissa käytetään yttriumalumiinigranaattia (YAG), johon on seostettu muita harvinaisia maametalleja; yttrium-rauta-granaattia (YIG) käytetään mikroaaltosuodattimiin, tutkiin, viestintään ja synteettisiin helmiin; ja yttriumoksidistabiloitua kuutiometriä zirkonia käytetään happiantureissa, rakennekeramiikassa, lämpösulkupinnoitteissa ja synteettisissä timanteissa. Yttriumin pääasiallinen käyttö on korkean lämpötilan suprajohtavassa keramiikassa, kuten YBa2Cu3O7, jonka suprajohtavan siirtymälämpötilan on 93 K (-180 ° C tai -292 ° F) sähkövoimalinjoille ja suprajohtaville magneeteille. Metallia käytetään seosaineena rauta- ja ei-rautaseoksiin korroosionkestävyyden ja hapettumisen kestävyyden parantamiseksi. Yttriumyhdisteitä käytetään optisissa lasissa ja katalysaattoreina. Yttrium käyttäytyy kemiallisesti tyypillisenä harvinaisten maametallien alkuaineena, jonka hapetustila on +3. Sen ionisäde on lähellä dysprosiumin ja holmiumin säteitä, mikä tekee erottamisen näistä elementeistä vaikeaa. Valkoisen seskvioksidin lisäksi yttrium muodostaa sarjan melkein valkoisia suoloja, mukaan lukien sulfaatti, trikloridi ja karbonaatti.
1522 ° C (2772 ° F)
3345 ° C (6053 ° F)
4,469 (24 ° C tai 75 ° F)
+3
4d15s2