Ittrio
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| Generalità | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nome, Simbolo, Numero atomico | ittrio, Y, 39 | ||||||||
| Serie chimica | metalli di transizione | ||||||||
| Gruppo, Periodo, Blocco | 3 (IIIB), 5, d | ||||||||
| Densità, Durezza | 4472 kg/m3, n.d. | ||||||||
| Aspetto | bianco argenteo Immagine mancante Y,39.jpg aspetto dell'ittrio | ||||||||
| Proprietà atomiche | |||||||||
| Peso atomico | 88,90585 amu | ||||||||
| Raggio atomico (calc.) | 180 (212) pm | ||||||||
| Raggio covalente | 162 pm | ||||||||
| Raggio di van der Waals | nessun dato | ||||||||
| Configurazione elettronica | [Kr]4d15s2 | ||||||||
| elettroni (e-) per livello energetico | 2, 8, 18, 9, 2 | ||||||||
| Stati di ossidazione | 3 (base debole) | ||||||||
| Struttura cristallina | esagonale | ||||||||
| Proprietà fisiche | |||||||||
| Stato a temperatura ambiente | solido | ||||||||
| Punto di fusione | 1799 K (1526°C) | ||||||||
| Punto di ebollizione | 3609 K (3336°C) | ||||||||
| Volume molare | 19,88×10-6 m3/mol | ||||||||
| Calore di evaporazione | 363 kJ/mol | ||||||||
| Calore di fusione | 11,4 kJ/mol | ||||||||
| Tensione di vapore | 5,31 Pa a 1799 K | ||||||||
| Velocità del suono | 3300 m/s a 293,15 K | ||||||||
| Varie | |||||||||
| Elettronegatività | 1,22 (scala di Pauling) | ||||||||
| Calore specifico | 300 J/(kg*K) | ||||||||
| Conducibilità elettrica | 1,66 106/(m·ohm) | ||||||||
| Conducibilità termica | 17,2 W/(m*K) | ||||||||
| Energia di prima ionizzazione | 600 kJ/mol | ||||||||
| Energia di seconda ionizzazione | 1180 kJ/mol | ||||||||
| Energia di terza ionizzazione | 1980 kJ/mol | ||||||||
| Energia di quarta ionizzazione | 5847 kJ/mol | ||||||||
| Energia di quinta ionizzazione | 7430 kJ/mol | ||||||||
| Energia di sesta ionizzazione | 8970 kJ/mol | ||||||||
| Energia di settima ionizzazione | 11190 kJ/mol | ||||||||
| Energia di ottava ionizzazione | 12450 kJ/mol | ||||||||
| Nono potenziale di ionizzazione | 14110 kJ/mol | ||||||||
| Decimo potenziale di ionizzazione | 18400 kJ/mol | ||||||||
| Isotopi più stabili | |||||||||
| iso | NA | TD | DM | DE | DP | ||||
| 89Y | 100% | Y è stabile con 50 neutroni | |||||||
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iso = isotopo | |||||||||
L'ittrio è l'elemento chimico di numero atomico 39. Il suo simbolo è Y. È un metallo di transizione dall'aspetto argenteo, è comune nei minerali delle terre rare e due suoi composti sono usati per produrre i fosfori rossi dei televisori a colori.
| Indice |
Caratteristiche
L'ittrio è un metallo dall'aspetto argenteo e lucente, relativamente stabile all'aria, possiede una reattività chimica simile a quella dei lantanidi. Gli sfridi e i trucioli di questo metallo bruciano all'aria quando la loro temperatura supera i 400°C. In forma di polvere fine può incendiarsi spontaneamente. Il suo stato di ossidazione tipico è +3.
Applicazioni
L'ossido di ittrio è il suo composto più importante, impiegato per produrre i fosfori YVO4-Eu e Y2O3-Eu usati per generare il colore rosso nei tubi catodici dei televisori.
Tra gli altri usi si annoverano i seguenti:
- l'ossido di ittrio è usato per produrre granati di ittrio e ferro, efficaci filtri di microonde;
- i granati a base di ittrio, ferro, alluminio e gadolinio (ad esempio Y3Fe5O12 e Y3Al5O12) hanno interessanti proprietà magnetiche. Il granato di ittrio e ferro è un efficiente trasduttore di energia acustica; il granato di ittrio e alluminio ha una durezza di 8,5 ed è usato anche come gemma (diamante sintetico);
- piccole quantità di ittrio (tra lo 0,1% e lo 0,2%) sono usate per ridurre la granulometria del cromo, del molibdeno, del titanio e dello zirconio; è anche usato per rinforzare le leghe di alluminio e magnesio;
- è usato come catalizzatore della polimerizzazione dell'etilene;
- il granato di ittrio e alluminio, il fluoruro di ittrio e litio e il vanadato di ittrio sono usati insieme ad agenti droganti quali il neodimio o l'erbio nella produzione di laser infrarossi;
- viene usato per dis-ossidare il vanadio ed altri metalli non ferrosi.
L'ittrio è stato preso in considerazione come nodulizzante per ottenere ghisa nodulare, più duttile (la grafite forma noduli compatti invece di fiocchi, perciò è inutile nella ghisa nodulare). Potenzialmente, l'ittrio si può usare in formulazioni di ceramiche e vetri speciali, perché l'ossido di ittrio ha un punto di fusione molto alto e conferisce loro resistenza agli urti e basso coefficiente di espansione termica.
Storia
L'ittrio (da Ytterby, un vilaggio svedese vicino Vaxholm) fu scoperto da Johan Gadolin nel 1794 e isolato da Friedrich Wohler nel 1828 come estratto impuro di ittrite, attraverso la riduzione di cloruro di ittrio anidro (YCl3) con potassio. La ittrite (Y2O3) è l'ossido di ittrio e fu scoperto da Johan Gadolin nel 1794 in un minerale di gadolinite proveniente da Ytterby.
Nel 1843 Carl Mosander fu in grado di dimostrare che le ittriti si potevano dividere negli ossidi (o terre) di tre elementi diversi. "Ittrite" fu il nome usato per il più basico e gli altri vennero chiamati erbite e terbite.
Curiosamente, molti minerali contenenti terre rare ed altri elementi poco diffusi in natura si trovano concentrati in una cava vicino ad Ytterby. Oltre all'ittrio, anche l'erbio, il terbio e l'itterbio prendono il nome da questa località svedese.
Disponibilità
L'ittrio si trova in quasi tutti i minerali delle terre rare e dell'uranio e non viene mai rinvenuto allo stato nativo. Industrialmente, viene ottenuto dalla sabbia di monazite (un ortofosfato di lantanidi che ne contiene circa il 3%) e dalla bastnasite (un carbonato di lantanidi che ne contiene circa lo 0,2%).
Viene principalmente prodotto per riduzione del suo fluoruro con calcio metallico, anche se non è l'unico processo con cui è possibile ottenerlo. È piuttosto difficile separarlo dalle altre terre rare. Una volta isolato, si presenta di solito in forma di polvere grigia.
I campioni di rocce lunari prelevati dalle varie missioni Apollo mostrano un contenuto di ittrio relativamente alto.
Isotopi
L'ittrio in natura si compone di un solo isotopo, 89Y. I radioisotopi più stabili sono 88Y, con un'emivita di 106,65 giorni e 91Y, la cui emivita è di 58,51 giorni. Tutti gli altri suoi isotopi hanno un tempo di dimezzamento inferiore alle 24 ore, eccezion fatta per 87Y, che si dimezza in 79,8 ore. La principale modalità di decadimento degli isotopi più leggeri di 89Y è la cattura elettronica cui segue un decadimento beta.
Dell'ittrio sono stati identificati altri 26 isotopi instabili. 90Y esiste in equilibrio con il suo isotopo genitore, 90Sr, prodotto nelle esplosioni nucleari.
Precauzioni
Il contatto con composti di questo elemento è abbastanza raro per la maggior parte delle persone, è tuttavia da considerarsi pericoloso. I sali di ittrio sono sospetti cancerogeni e, non essendo l'ittrio normalmente trovato nei tessuti umani, il ruolo biologico di questo ione è praticamente sconosciuto.
Collegamenti esterni
in inglese
- Los Alamos National Laboratory – Yttrium
- WebElements.com – Yttrium
- EnvironmentalChemistry.com – Yttrium
- www.smart-elements.com – High-res. pictures and details