İtriyum

Uzay görevlerinden alınan ay toprağı örneklerinin büyük miktarda itriyum içerdiğini biliyor muydunuz? Aynı şekilde yer kabuğunda da bu kimyasal element genellikle magmatik kayalardan iyon değişimi yoluyla çıkarılır. Öte yandan metalurji ve diğer endüstriler için farklı uygulamaları vardır. Aşağıda tanımını, özelliklerini, kökenini ve ne için kullanıldığını keşfedin.

İtriyum nedir?

İyi işlenebilirliği, sünekliği, reaktivitesi ve havadaki oksidasyonu ile tanınan bir elementtir. Genellikle nadir toprak elementleri arasında yer alan parlak, gümüşi beyaz bir geçiş metalidir. Ayrıca kimyasal özellikleri lantanitlerle benzerlik göstermektedir. Bu nedenle Lantan’ın üzerinde grup IIIB’de bulunur.

İtriyum sembolü

Y İlk periyodik sistemler arasında ortaya çıkan Yttrium kimyasal elementinin ilk sembolü Yt idi. Daha sonra, keşfedildiği küçük İsveç kasabasının onuruna, Ytterby adı verilen mevcut kasabayla değiştirildi. Ayrıca Terbium, Erbium ve İtterbium gibi diğer metaller de bu yer sayesinde isimlendirilmiştir.

İtriyumun Özellikleri

Atom kütlesi 88,90 amu, altıgen kristal yapısı ve +3 oksidasyon numarasına sahiptir. İyi bir ısı ve elektrik iletkenidir, ayrıca alüminyumla alaşımlandığında yüksek sertliğe sahiptir. Bu metalin diğer özelliklerine bakın:

  • Kimyasal Reaktivite : Belirli koşullar altında oldukça reaktiftir.
  • Erime ve kaynama : Yüksek.
  • Süneklik : Diş veya iplik elde edinceye kadar kopmadan deforme olabilir.
  • Hal : Oda sıcaklığında normal hali katıdır.
  • Değişiklikler : 326,85°C’nin üzerinde yanar.
  • Renk : Parlak gümüş tonlarında beyaz.
  • Sıcaklık : Metal talaşı ve toz genellikle 20°C’de tutuşur.
  • Dövülebilirlik : İnce levhalar oluşturma özelliğine sahiptir.
  • Kararlılık : 400°C’nin altındaki sıcaklıklarda havada oldukça kararlıdır, ancak çok ince bölünmüş olmasına rağmen genellikle kararsızdır.
  • Yoğunluk : Çok hafif bir elementtir.

İtriyumun kimyasal ve fiziksel özellikleri

  1. Atom numarası : 39
  2. Yoğunluk (g/ml) : 4472 kg/m³
  3. Özgül ısı : 300 J/(K-kg)
  4. Kovalent yarıçap (Å) : 162 pm
  5. Seviye başına elektronlar : 2, 8, 18, 9, 2
  6. Kaynama noktası : 3336° C (3609 K)
  7. Birinci iyonlaşma potansiyeli (eV) : 600 kJ/mol
  8. Ses hızı : 293,15 K’da 3300 m/s
  9. Elektronik konfigürasyon : [Kr]4d 1 5s 2
  10. Buharlaşma entalpisi : 363 kJ/mol
  11. Erime noktası : 1526°C (1799K)
  12. Atom kütlesi (g/mol) : 88.90585
  13. oksit : zayıf baz
  14. Füzyon entalpisi : 11,4 kJ/mol
  15. Atom yarıçapı (Å) : 212 pm
  16. Elektronegatiflik : 1.22
  17. Oksidasyon durumları : 3

İtriyumun kökeni

Bu keşif, 1794 yılında Finlandiyalı kimyager Johan Gadolin’in sorumluluğundadır. Bu keşif, İsveç’in bir kasabası olan Ytterby’nin, Yttria minerali içindeki ünlü madeninde meydana geldi. Daha sonra 1828 yılında Alman Friedrich Wöhler sayesinde büyük bir başarıyla izole edildi.

Yttrium’un tarihine göre bu kimyasal element, izole edilen ilk nadir topraktı. Daha sonra Ytterby madeninden çıkarılan minerallerden skandiyum gibi diğer elementleri sentezlemeyi başardılar. Ek olarak aynı Yttria mineraliyle çeşitli elementler sentezlenmiştir.

İtriyum ne için kullanılır?

Günümüzde bu element pas ve metal gibi çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Örneğin metalurji endüstrisinde alaşım yapımında ticari olarak kullanılır. Aslında, aşağıdaki gibi özellikleri ve koşulları nedeniyle onu kullanmanın yolları artmaktadır:

  • İtriyum oksit, mikrodalga filtreleri ve akustik enerjinin iletimi için ideal bir bileşik olan sentetik garnetlerin yapımında kullanılır.
  • Alüminyum veya gadolinyuma bağlı itriyum oksit, manyetik özelliklere ve genellikle değerli taş olarak kullanılan Mohs ölçeğine göre 8,5 mineral sertliğine sahiptir.
  • Molibden, krom, titanyum ve zirkonyum tanelerini azaltmak için az miktarda kullanılır.
  • Etilenin polimerizasyonu sırasında katalizör görevi görür.
  • X-ışını yoğunlaştırıcı ekranlarda bileşen olarak kullanılır.
  • Elektrikli motosikletlerin Li-ion akülerine eklenerek şarj hızları ve faydalı döngüleri artırılıyor.
  • Yttralox şeffaf seramik, yüksek sıcaklıklara, lazerlere, kızılötesi pencerelere ve yüksek yoğunluklu lambalara dayanıklı lensler için itriyum oksitten yapılmıştır.
  • Oksit cama mukavemet kazandırmak için kullanılır.
  • Fosforun bir bileşeni olarak televizyon katot ışın tüplerinde kırmızı ışık oluşturmak için kullanılır.
  • Havacılık türbinlerindeki nikel süper alaşımlarına sıklıkla küçük miktarlar eklenir.

İtriyum nerede bulunur?

Dünya üzerinde en çok bulunan nadir topraktır ancak çıkarımı oldukça zordur. Ancak İsveç, Grönland, Japonya, Colorado ve Norveç’te bulunur. Ayrıca bu elementin özellikleri genellikle Nuevita, Fergusonite ve Bastnasite gibi minerallerde bulunur.

Sonuç olarak itriyum hafif, sünek, dövülebilir ve reaktif bir kimyasal elementtir. Elektriği ve ısıyı iletebilir ve oda sıcaklığında yanabilir. Geçiş metallerinden biridir ve nadir topraklarla benzerlikleri vardır.