L'élément yttrium a été découvert à la fin du 18ème siècle. Cependant, ce n'est qu'au cours des dernières décennies que ce métal argenté doux a trouvé une large application dans divers domaines: chimie, physique, informatique, énergie, médecine et autres. Formule électronique de l'yttrium (atome): Y - 1s 2 2s 2 2p 6 3s2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 1 5s 2.
Faits
Numéro atomique (nombre de protons dans le noyau): 39.
Symbole atomique (dans le tableau périodique des éléments): Y.
Masse atomique: 88 906.
Propriétés: l'yttrium fond à 2 772 degrés Fahrenheit (1 522 degrés Celsius); point d'ébullition - 6053 F (3345 ° C). La densité du métal est de 4,47 grammes par centimètre cube. A température ambiante, il est à l'état solide. A l'air, il est recouvert d'un film protecteur d'oxyde. Dans l'eau bouillante, l'oxygène est oxydé, il réagit avec les acides minéraux acétiques. Lorsqu'il est chauffé, il peut interagir avec des éléments tels que les halogènes, l'hydrogène, l'azote,soufre et phosphore.
Description
L'élément chimique yttrium du tableau périodique fait partie des métaux de transition. Ils se caractérisent par leur résistance et en même temps leur souplesse, de sorte que certains d'entre eux, tels que le cuivre et le nickel, sont largement utilisés pour les fils. Les fils et tiges d'yttrium sont également utilisés dans l'électronique et la production d'énergie solaire. L'yttrium est également utilisé dans les lasers, la céramique, les objectifs d'appareils photo et des dizaines d'autres articles.
L'yttrium, élément chimique, fait également partie des terres rares. Malgré ce nom, ils sont assez nombreux à travers le monde. Il y en a 17 connus au total.
Cependant, l'yttrium est rarement utilisé seul. En règle générale, il est utilisé pour former des composés tels que l'oxyde d'yttrium, de baryum et de cuivre. Grâce à cela, une nouvelle phase de recherche sur la supraconductivité à haute température a été ouverte. L'yttrium est également ajouté aux alliages métalliques pour améliorer la résistance à la corrosion et à l'oxydation.
Histoire
En 1787, un lieutenant de l'armée suédoise et chimiste à temps partiel nommé Carl Axel Arrhenius a découvert une roche noire inhabituelle en explorant une carrière près d'Ytterby, une petite ville près de la capitale de la Suède, Stockholm. Pensant avoir découvert un nouveau minéral contenant du tungstène, Arrhenius envoya un échantillon à Johan Gadolin, minéralogiste et chimiste finlandais, pour analyse.
Gadolin a isolé l'élément chimique yttrium dans un minéral qui portera plus tard son nomgadoline. Le nom du nouveau métal, respectivement, vient d'Ytterby, le lieu de sa découverte.
En 1843, un chimiste suédois du nom de Carl Gustav Mosander a examiné des échantillons d'yttrium et a découvert qu'ils contenaient trois oxydes. A cette époque, ils s'appelaient yttrium, erbium et terbium. Ceux-ci sont maintenant connus sous le nom d'oxyde d'yttrium blanc, d'oxyde de terbium jaune et d'oxyde d'erbium rose, respectivement. Un quatrième oxyde, l'oxyde d'ytterbium, a été identifié en 1878.
Sources
Bien que l'élément chimique yttrium ait été découvert en Scandinavie, il est beaucoup plus abondant dans d'autres pays. La Chine, la Russie, l'Inde, la Malaisie et l'Australie sont ses principaux producteurs. En avril 2018, des scientifiques ont découvert un énorme gisement de métaux de terres rares, dont de l'yttrium, sur une petite île japonaise appelée Minamitori.
On le trouve parmi la plupart des minéraux de terres rares, mais il n'a jamais été trouvé dans la croûte terrestre en tant qu'élément autonome. Le corps humain contient également cet élément en petites quantités, généralement concentrées dans le foie, les reins et les os.
Utiliser
Avant l'ère des téléviseurs à écran plat, ils disposaient de grands tubes à rayons cathodiques qui projetaient l'image sur un écran. L'oxyde d'yttrium dopé à l'europium a fourni la couleur rouge.
Il est également ajouté à l'oxyde de zirconium (dioxyde de zirconium) pour obtenir un alliage qui stabilise la structure cristalline de ce dernier, qui change généralement soustempérature.
Les grenats synthétiques fabriqués à partir d'un composite d'yttrium et d'aluminium ont été vendus en grande quantité dans les années 1970, mais ils ont finalement cédé la place au zirconium. Aujourd'hui, ils sont utilisés comme cristaux qui amplifient la lumière dans les lasers industriels. De plus, ils sont utilisés pour les filtres à micro-ondes, ainsi que dans les radars et la technologie des communications.
L'élément chimique yttrium est largement utilisé pour la production de luminophores. Ils ont trouvé une utilisation dans les téléphones portables et les grands écrans, ainsi que dans les lampes fluorescentes (linéaires et compactes).
L'yttrium-90, isotope radioactif, est utilisé en radiothérapie pour traiter le cancer.
Recherche en cours
L'yttrium est plus facile et moins cher à travailler que de nombreux autres éléments, selon les scientifiques. Par exemple, les chercheurs l'utilisent à la place du platine beaucoup plus cher pour développer des piles à combustible. Des scientifiques de l'Université de technologie Chalmers et de l'Université technique du Danemark l'utilisent avec d'autres métaux de terres rares sous forme de nanoparticules, ce qui pourrait un jour éliminer le besoin de combustibles fossiles et améliorer l'efficacité des voitures à batterie.
Les recherches sur la supraconductivité à base d'yttrium se poursuivent dans le monde entier. Des percées sont en cours, notamment, dans le domaine de l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Le physicien Paul Chu et son équipe de l'Université de Houston ont découvert qu'un composé d'oxyde d'yttrium, de baryum et de cuivre (connu sous le nom d'yttrium-123) peut contribuer àsupraconductivité à environ moins 300 degrés Fahrenheit (moins 184,4 degrés Celsius). Ils ont créé un matériau qui peut être refroidi avec de l'azote liquide, ce qui réduira considérablement le coût des futures applications de la supraconductivité. Cependant, ses utilisations potentielles n'ont pas encore été pleinement explorées.
