تم اكتشاف عنصر الإيتريوم في نهاية القرن الثامن عشر. ومع ذلك ، في العقود القليلة الماضية فقط ، وجد هذا المعدن الفضي الناعم تطبيقًا واسعًا في مختلف المجالات: الكيمياء والفيزياء وتكنولوجيا الكمبيوتر والطاقة والطب وغيرها. الصيغة الإلكترونية للإيتريوم (الذرة): Y - 1s22s22p63s23p64s23d104p64d15s2.
حقائق
العدد الذري (عدد البروتونات في النواة): 39.
الرمز الذري (في الجدول الدوري للعناصر): Y.
الكتلة الذرية: 88 ، 906.
الخصائص: يذوب الإيتريوم عند 2772 درجة فهرنهايت (1522 درجة مئوية) ؛ نقطة الغليان - 6053 فهرنهايت (3345 درجة مئوية). كثافة المعدن 4.47 جرام لكل سنتيمتر مكعب. في درجة حرارة الغرفة ، يكون في حالة صلبة. في الهواء ، يتم تغطيته بغشاء واقي من الأكسيد. في الماء المغلي ، يتأكسد الأكسجين ، ويتفاعل مع أحماض الخليك المعدنية. عند تسخينها ، يمكن أن تتفاعل مع عناصر مثل الهالوجينات والهيدروجين والنيتروجين ،الكبريت والفوسفور.
الوصف
العنصر الكيميائي الإيتريوم في الجدول الدوري هو من بين المعادن الانتقالية. تتميز بالقوة والمرونة في نفس الوقت ، لذلك يستخدم بعضها ، مثل النحاس والنيكل ، على نطاق واسع للأسلاك. تُستخدم أسلاك وقضبان الإيتريوم أيضًا في الإلكترونيات وتوليد الطاقة الشمسية. يستخدم الإيتريوم أيضًا في الليزر والسيراميك وعدسات الكاميرا وعشرات العناصر الأخرى.
العنصر الكيميائي الإيتريوم هو أيضًا أحد العناصر الأرضية النادرة. على الرغم من هذا الاسم ، فهي كثيرة جدًا في جميع أنحاء العالم. هناك 17 معروفًا في المجموع.
ومع ذلك ، نادرًا ما يتم استخدام الإيتريوم بمفرده. عادة ، يتم استخدامه لتكوين مركبات مثل الإيتريوم والباريوم وأكسيد النحاس. بفضل هذا ، تم فتح مرحلة جديدة من البحث في الموصلية الفائقة ذات درجة الحرارة العالية. يضاف الإيتريوم أيضًا إلى السبائك المعدنية لتحسين مقاومة التآكل والأكسدة.
التاريخ
في عام 1787 ، اكتشف ملازم في الجيش السويدي وكيميائي بدوام جزئي يُدعى كارل أكسل أرينيوس صخرة سوداء غير عادية أثناء استكشاف مقلع بالقرب من Ytterby ، وهي بلدة صغيرة بالقرب من عاصمة السويد ، ستوكهولم. معتقدًا أنه اكتشف معدنًا جديدًا يحتوي على التنجستن ، أرسل أرهينيوس عينة إلى يوهان جادولين ، عالم المعادن والكيميائي الفنلندي ، لتحليلها.
عزل جادولين العنصر الكيميائي الإيتريوم في معدن سمي لاحقًا باسمهالجادولينيت. اسم المعدن الجديد ، على التوالي ، جاء من موقع Ytterby ، مكان اكتشافه.
في عام 1843 ، فحص الكيميائي السويدي كارل جوستاف موساندر عينات من الإيتريوم ووجد أنها تحتوي على ثلاثة أكاسيد. في ذلك الوقت كانوا يطلق عليهم الإيتريوم والإربيوم والتيربيوم. تُعرف هذه الآن باسم أكسيد الإيتريوم الأبيض ، وأكسيد التيربيوم الأصفر ، وأكسيد الإربيوم الوردي ، على التوالي. تم تحديد أكسيد رابع ، أكسيد الإيتربيوم ، في عام 1878.
المصادر
على الرغم من اكتشاف عنصر الإيتريوم الكيميائي في الدول الاسكندنافية ، إلا أنه أكثر وفرة في البلدان الأخرى. الصين وروسيا والهند وماليزيا وأستراليا هي المنتجين الرئيسيين لها. في أبريل 2018 ، اكتشف العلماء رواسب ضخمة من المعادن الأرضية النادرة ، بما في ذلك الإيتريوم ، على جزيرة يابانية صغيرة تسمى ميناميتوري.
يمكن العثور عليها بين معظم معادن الأرض النادرة ، ولكن لم يتم العثور عليها مطلقًا في قشرة الأرض كعنصر مستقل. يحتوي جسم الإنسان أيضًا على هذا العنصر بكميات صغيرة ، تتركز عادة في الكبد والكلى والعظام.
استخدم
قبل عصر التلفزيونات ذات الشاشات المسطحة ، كان لديهم أنابيب أشعة الكاثود الكبيرة التي تعرض الصورة على الشاشة. أكسيد الإيتريوم مخدر باليوروبيوم زود باللون الأحمر.
يضاف أيضًا إلى أكسيد الزركونيوم (ثاني أكسيد الزركونيوم) للحصول على سبيكة تثبت البنية البلورية للأخير ، والتي عادةً ما تتغير تحتدرجة الحرارة.
تم بيع العقيق الصناعي المصنوع من مركب الإيتريوم والألمنيوم بكميات كبيرة في السبعينيات ، لكنه في النهاية أفسح المجال للزركونيوم. اليوم ، يتم استخدامها كبلورات تضخيم الضوء في الليزر الصناعي. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامها لفلاتر الميكروويف ، وكذلك في الرادار وتكنولوجيا الاتصالات.
عنصر الإيتريوم الكيميائي يستخدم على نطاق واسع لإنتاج الفوسفور. لقد وجدوا استخدامًا في الهواتف المحمولة والشاشات الكبيرة ، وكذلك مصابيح الفلورسنت (الخطية والمدمجة).
يستخدم النظير المشع الإيتريوم 90 في العلاج الإشعاعي لعلاج السرطان.
بحث مستمر
يعتبر الإيتريوم أسهل وأرخص في العمل به من العديد من العناصر الأخرى ، وفقًا للعلماء. على سبيل المثال ، يستخدمه الباحثون بدلاً من البلاتين الأكثر تكلفة لتطوير خلايا الوقود. يستخدمه العلماء في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا والجامعة التقنية في الدنمارك مع معادن أرضية نادرة أخرى في شكل جزيئات متناهية الصغر ، والتي يمكن أن تقضي يومًا ما على الحاجة إلى الوقود الأحفوري وتحسين كفاءة السيارات التي تعمل بالبطاريات.
يستمر البحث في الموصلية الفائقة القائمة على الإيتريوم في جميع أنحاء العالم. تم تحقيق اختراقات ، على وجه الخصوص ، في مجال التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI). اكتشف الفيزيائي بول تشو وفريقه في جامعة هيوستن أن مركبًا من الإيتريوم والباريوم وأكسيد النحاس (المعروف باسم الإيتريوم 123) يمكن أن يساهم فيالموصلية الفائقة عند حوالي 300 درجة فهرنهايت تحت الصفر (ناقص 184.4 درجة مئوية). لقد ابتكروا مادة يمكن تبريدها بالنيتروجين السائل ، مما سيقلل بشكل كبير من تكلفة التطبيقات المستقبلية للموصلية الفائقة. ومع ذلك ، لم يتم استكشاف استخداماته المحتملة بالكامل بعد.
