Yttrium (Y), scheikundig element, een zeldzaam aardmetaal uit groep 3 van het periodiek systeem.
Yttrium is een zilverwit, matig zacht, ductiel metaal. Het is vrij stabiel in de lucht; snelle oxidatie begint boven ongeveer 450 ° C (840 ° F), wat resulteert in Y2O3. Het metaal reageert gemakkelijk met verdunde zuren, behalve fluorwaterstofzuur (HF), waarin de onoplosbare beschermlaag van YF3 die zich vormt op het oppervlak van het metaal verdere reactie verhindert. Yttriumkrullen ontbranden gemakkelijk in de lucht en branden witgloeiend. Het metaal is paramagnetisch met een temperatuuronafhankelijke magnetische susceptibiliteit tussen 10 en 300 K (-263 en 27 ° C, of -442 en 80 ° F). Het wordt supergeleidend bij 1,3 K (−271,9 ° C, of −457 ° F) bij een druk van meer dan 110 kilobar.
In 1794 isoleerde de Finse chemicus Johan Gadolin yttria, een nieuwe aarde of metaaloxide, uit een mineraal gevonden in Ytterby, Zweden. Yttria, de eerste zeldzame aarde die werd ontdekt, bleek een mengsel te zijn van oxiden waaruit gedurende meer dan een eeuw negen elementen bestaan: yttrium, scandium (atoomnummer 21) en de zware lanthanidemetalen uit terbium ( atoomnummer 65) tot lutetium (atoomnummer 71) – werden gescheiden. Yttrium komt vooral voor in de zware zeldzame-aarden, waarvan laterietkleien, gadoliniet, euxeniet en xenotime de belangrijkste zijn. In de stollingsgesteenten van de aardkorst is dit element meer aanwezig dan alle andere zeldzame aardmetalen behalve cerium, en is het twee keer zo overvloedig als lood. Yttrium komt ook voor in producten van kernsplijting.
Stabiel yttrium-89 is de enige natuurlijk voorkomende isotoop. In totaal zijn 33 (exclusief nucleaire isomeren) radioactieve isotopen van yttrium met een massa van 77 tot 109 en een halfwaardetijd van 41 milliseconden (yttrium-108) tot 106,63 dagen (yttrium-88) gerapporteerd.
Commercieel wordt yttrium gescheiden van de andere zeldzame aarden door vloeistof-vloeistof- of ionenuitwisselingsextractie, en het metaal wordt geproduceerd door metallothermische reductie van het watervrije fluoride met calcium. Yttrium bestaat in twee allotrope (structurele) vormen. De α-fase is dicht opeengepakt hexagonaal met a = 3.6482 Å en c = 5.7318 Å bij kamertemperatuur. De β-fase is lichaamsgericht kubisch met a = 4,10 Å bij 1.478 ° C (2.692 ° F).
Yttrium en zijn verbindingen hebben talrijke toepassingen. Belangrijke toepassingen zijn onder meer hosts voor rode fosforen voor fluorescentielampen, kleurenschermen en tv-schermen die kathodestraalbuizen gebruiken. Yttrium aluminium granaat (YAG) gedoteerd met andere zeldzame aarden wordt gebruikt in lasers; yttrium ijzer-granaat (YIG) wordt gebruikt voor microgolffilters, radars, communicatie en synthetische edelstenen; en yttriumoxide-gestabiliseerd kubisch zirkoniumoxide wordt gebruikt in zuurstofsensoren, structurele keramiek, thermische barrièrecoatings en synthetische diamanten. Een belangrijk gebruik van yttrium is in supergeleidende keramiek op hoge temperatuur, zoals YBa2Cu3O7, dat een supergeleidende overgangstemperatuur heeft van 93 K (-180 ° C of -292 ° F) voor elektrische transmissielijnen en supergeleidende magneten. Het metaal wordt gebruikt als legeringstoevoeging aan ferro- en non-ferro legeringen voor verbeterde corrosiebestendigheid en oxidatiebestendigheid. Yttriumverbindingen worden gebruikt in optische glazen en als katalysatoren.
Yttrium gedraagt zich chemisch als een typisch zeldzaam aardelement met een oxidatietoestand van +3. De ionenstraal bevindt zich nabij de stralen van dysprosium en holmium, waardoor scheiding van die elementen moeilijk is. Behalve het witte sesquioxide vormt yttrium een reeks bijna witte zouten, waaronder het sulfaat, het trichloride en het carbonaat.
1.522 ° C (2.772 ° F)
3.345 ° C (6.053 ° F)
4.469 (24 ° C of 75 ° F)
+3
4d15s2