Иттрий
И́ттрий (лат. Yttrium; обозначается символом Y) — элемент 3-й группы, четвёртого периода периодической системы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы третьей группы, IIIB) с атомным номером 39. Как простое вещество иттрий представляет собой переходный редкоземельный металл светло-серебристого цвета. Иттрий — химический аналог лантана.
| 39 | Иттрий
|
| 4d15s2 | |
В 1794 году финский химик Юхан (Иоганн) Гадолин выделил из минерала иттербита оксид элемента, который он назвал иттрием — по названию шведского населённого пункта Иттербю, находящегося на острове Ресарё Стокгольмского архипелага (иттербит был найден здесь в заброшенном карьере). Спустя полвека Карл Мосандер доказал, что этот оксид на самом деле является смесью оксидов иттрия, эрбия и тербия и выделил из этой смеси чистый Y2O3. Металлический иттрий, содержащий примеси эрбия, тербия и других лантаноидов, был получен впервые в 1828 году Фридрихом Велером.
Иттрий в определениях и коротких цитатах
править| — Н. Я., «Иттрий в земной коре», 1923 |
| — Н. Я., «Иттрий в земной коре», 1923 |
В кипящей воде металлический иттрий, окисляясь, дает белую окись Y2O3.[1] | |
| — Н. Я., «Иттрий в земной коре», 1923 |
...соли иттрия также имеют сладковатый вкус.[2] | |
| — Клара Капустинская, «Бериллий», 1967 |
...для лантанидов ближайшим аналогом из числа более лёгких элементов является иттрий...[3] | |
| — Виталий Гольданский, Владимир Станцо, «Восьмой период — каким он будет?», 1968 |
...в честь небольшого городка Иттербю, расположенного на шведском острове Руслаген, названы аж четыре химических элемента: иттрий, иттербий, тербий и эрбий.[4] | |
| — Георгий Скарлато, «Удивительная планета Земля. География: тайны и открытия», 1997 |
Конечно, у Гадолина не было ни инструментария, ни химической теории, которая позволила бы выделить все четырнадцать лантаноидов, но шведский учёный проделал большую работу, определив основные группы этих элементов. <...> Гадолин заложил в номенклатуре элементов «географическую» тенденцию, назвав один из гипотетических элементов «иттрием».[5] | |
| — Сэм Кин, «Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева», 2010 |
| — Сэм Кин, «Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева», 2010 |
Иттрий в научной и научно-популярной литературе
правитьИттрий в земной коре известен как составная часть нескольких минералов. Хотя его и относят к группе бора вместе с лантаном, скандием и индием, однако он ближе всего стоит к редкоземельным металлам. Впервые Eckberg показал возможность выделения вещества «yttria» из смеси его с бериллием. Но полное и основательное изучение свойств этого элемента стало возможным после приготовления его в чистом виде вместе с лантаном, эрбием, тербием и дидимием. «Земля» «yttria» сопровождает другие: terbia, erbia, thulia, dysprosia и holmia, причём металлы трех последних земель ещё не достаточно исследованы. При этом иттриевая земля находится в значительно преобладающем количестве.[1] | |
| — Н. Я., «Иттрий в земной коре», 1923 |
Большинство минералов, содержащих иттрий, представляются близкими к комплексным солям. Наиболее важны силикаты, из которых чаще других встречается гадолинит ― основная ортокремневая соль железа, бериллия и иттрия. Кроме силикатов находят смеси танталатов, ниобатов, фосфатов, уранатов и флюоридов.[1] | |
| — Н. Я., «Иттрий в земной коре», 1923 |
В спектре иттрий дает две группы отчетливых линий в красной части, близко к натриевым, но с несколько меньшей длиной волны. По внешнему виду иттрий представляется железно-серого цвета в свежем виде и тёмным после действия на него света. Это изменение должно объяснять энергетическими изменениями на поверхности, а не окислением, так как окись иттрия белого цвета. <...> Реакции солей иттрия очень близки по характеру к солям циркония.[1] | |
| — Н. Я., «Иттрий в земной коре», 1923 |
Как мы знаем, ионные радиусы в вертикальных группах периодической системы элементов возрастают с увеличением порядкового номера и уменьшаются в горизонтальном направлении с увеличением номера группы (т. е. с увеличением валентности). На этом основании А. Е. Ферсманом выведен закон диагональных рядов изоморфных ионов в периодической системе элементов, справедливый для левой ее части. <...> Действительно, в природных соединениях мы нередко наблюдаем, что литиевые минералы, например, содержат изоморфные примеси магния, магниевые минералы ― примеси скандия, натриевые ― примеси кальция, кальциевые ― примеси иттрия и т. д.[6] | |
| — Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951 |
Редакция журнала «Annales de chimie», опубликовавшего работу Воклена, предложила для открытой им «земли» название «глицина» (от греческого ― сладкий) из-за сладкого вкуса её солей. Однако известные химики М. Клапрот и А. Экеберг сочли это название неудачным, так как соли иттрия также имеют сладковатый вкус.[2] | |
| — Клара Капустинская, «Бериллий», 1967 |
Если для лантанидов ближайшим аналогом из числа более лёгких элементов является иттрий, то для октадеканидов таким «образцом поведения» должен послужить актиний...[3] | |
| — Виталий Гольданский, Владимир Станцо, «Восьмой период — каким он будет?», 1968 |
Топливные элементы на твердом электролите делают так. Сначала готовят сам электролит, который, как уже говорилось, представляет собой раствор вспомогательного окисла (чаще всего окиси иттрия) в двуокиси циркония; для этого окислы измельчают, смешивают, спекают при 1700°C, затем снова измельчают и из полученного порошка делают (как и обычные керамические изделия) миниатюрные трубочки (толщина стенок таких трубочек может быть очень небольшой ― до 0,5-0,2 миллиметра); затем на внутреннюю и внешнюю поверхности трубочки наносятся металлические электроды. Из таких элементов можно составить целую батарею.[7] | |
| — Милий Езерский, «Твердые электролиты», 1968 |
Развитие реактивной авиации и ракетной техники потребовало более прочных, в том числе способных к работе при повышенных температурах. В результате были разработаны сплавы, содержащие цирконий, церий, неодим, торий, иттрий, литий и серебро. Применение сплавов с дорогими легирующими элементами в конструкциях такого массового изделия, как автомобиль, не могло быть оправдано с экономической точки зрения. Кроме того, эти сплавы не обладали достаточно хорошими физическими свойствами для литья под давлением. Главное требование здесь ― высокая жидкотекучесть расплава, а также устойчивость к образованию трещин при литье.[8] | |
| — Лазарь Рохлин, «Конкурент алюминия», 2003 |
Красные шламы составляют не менее половины объема поступающего на завод боксита. В то же время эти отходы представляют собой огромный источник многих ценных компонентов. Они содержат в своем составе железо ― до 40%, алюминий ― до 16%, кальций, кремний, титан, цирконий, ниобий, галлий и даже золото. Особый интерес представляют редкоземельные элементы ― скандий и иттрий. Содержание первого в К<расных>Ш<ламах> составляет 80-120 г/т., второго ― до 300-400 г/т.[9] | |
| — Лазарь Рохлин, «Техногенная реальность ― беда или надежда?», 2003 |
Несколько слов об иттрии. Он также применяется в качестве легирующей добавки, позволяет значительно улучшить механические и коррозионные свойства чугунов и сталей. Добавка 0,1% иттрия повышает предел прочности чугуна при растяжении до 38 кг/мм. Такой чугун имеет износостойкость в 4 раза выше, чем серый. Скорость окисления сталей различных марок с добавками иттрия и других редкоземельных металлов снижается в 11 раз. Введение иттрия совместно с другими лантаноидами приводит к глобуляризации графита.[9] | |
| — Лазарь Рохлин, «Техногенная реальность ― беда или надежда?», 2003 |
В честь шведского селения Иттербю (Ytterby) на одном из островов близ Стокгольма назван целый квартет химических элементов: иттрий (Y), тербий (Tb), эрбий (Er), иттербий (Yb). В 1787 году минералог-любитель Карл Аксель Аррениус нашел в карьере около этого населенного пункта минерал, который назвал иттербитом, и послал для изучения молодому финскому химику и геологу Юхану Гадолину. В 1794 году Гадолин обнаружил в нем неизвестную ранее «землю» (так тогда называли тугоплавкие оксиды различных элементов) и выделил редкоземельный металл, который позже назвали иттрием. В 1843 году шведский химик Карл Густав Мосандер показал, что «иттриевая земля» — это смесь трёх оксидов. Название, как и само вещество, «расщепилось» на части путём отсечения букв. Сам Мосандер сумел выделить в чистом виде оксиды эрбия и тербия; чистый оксид иттербия лишь в 1878 году выделил швейцарский химик Жан Шарль Галиссар де Мариньяк.[10] | |
| — Илья Леенсон, «Элементарная» география, 2019 |
Иттрий в публицистике и документальной литературе
править
Юхан Гадолин (1760-1852) открыл «иттриевую землю», впоследствии оказавшуюся смесью окиси иттрия с другими «редкими землями» (то есть окисями редкоземельных металлов). «Редкоземельные элементы составляют совершенно исключительную группу вследствие крайней близости своих свойств: поэтому-то разделение их чрезвычайно трудно. Теперь задача эта доведена до конца и… нет основания ждать открытия ещё новых редкоземельных элементов» (Б. Н. Меншуткин, «Химия и пути её развития», 1937).[11] | |
| — Сергей Погодин, «Список юбилейных дат», 1969 |
Группа английских нейрохирургов разработала новую методику лечения некоторых психических заболеваний путем внедрения в определенный участок мозга больного небольших количеств радиоактивного изотопа иттрия. За последний год такой операции подверглось уже более 200 больных с навязчивыми идеями, глубоким депрессивным психозом и склонностью к самоубийству. В 70% случаев лечение было успешным. Излучение иттрия нарушает нервные связи между нижними отделами мозга, «ведающими» примитивными функциями и эмоциями, и верхними отделами, связанными с сознательным мышлением. Так как «радиус действия» излучения не более 2-3 мм, риск повредить соседние части мозга, по-видимому, сведён до минимума. В отличие от обычных хирургических методов, после иттриевой терапии не было отмечено побочных эффектов (эпилептических припадков, нежелательных изменений личности).[12] | |
| — Новости отовсюду, «Иттрий вместо ножа», 1970 |
Сами за себя говорят названия таких химических элементов, как скандий или калифорний. А в честь небольшого городка Иттербю, расположенного на шведском острове Руслаген, названы аж четыре химических элемента: иттрий, иттербий, тербий и эрбий. Дело в том, что этому городку повезло: в 1787 г. в окрестностях его нашли необычный тяжёлый минерал, который содержит в себе эти, в то время неизвестные науке, редкоземельные элементы. Вот благодаря этому чуду природы и прославился городок Иттербю.[4] | |
| — Георгий Скарлато, «Удивительная планета Земля. География: тайны и открытия», 1997 |
В Турку Гадолин приобрёл славу геохимика. Геологи-любители стали доставлять Гадолину из Иттербю необычные породы, чтобы проконсультироваться об их составе. Постепенно благодаря публикациям Гадолина научное сообщество всё больше узнавало об этой замечательной маленькой шахте. | |
| — Сэм Кин, «Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева», 2010 |
Источники
править- ↑ 1 2 3 4 5 6 Н. Я.. Иттрий в земной коре. — М.: «Природа», № 1-6, 1923 г.
- ↑ 1 2 К. А. Капустинская. «Бериллий». — М.: «Химия и жизнь», № 2, 1967 г.
- ↑ 1 2 В. И. Гольданский, В. В. Станцо. Восьмой период — каким он будет?. — М.: «Химия и жизнь», № 8, 1968 г.
- ↑ 1 2 Г. П. Скарлато, «Удивительная планета Земля. География: тайны и открытия», — Москва. Прибой. 1997 г.
- ↑ 1 2 3 Сэм Кин. Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева. — М.: Эксмо, 2015 г. — 464 с.
- ↑ А.Г.Бетехтин, «Курс минералогии». — М.: Государственное издательство геологической литературы, 1951 год
- ↑ М. В. Езерский, «Твердые электролиты». ― М.: «Химия и жизнь», №10, 1968 г.
- ↑ Лазарь Рохлин. Конкурент алюминия. — М.: «Металлы Евразии», 3 ноября 2003 г.
- ↑ 1 2 Лазарь Рохлин. Техногенная реальность ― беда или надежда? — М.: «Металлы Евразии», 3 ноября 2003 г.
- ↑ И. А. Леенсон. Четыре дамы и молодой человек в вакууме: Нестандартные задачи обо всем на свете. — М.: Альпина нон-фикшн, 2022 г.
- ↑ С. А. Погодин. Список юбилейных дат. — М.: «Химия и жизнь», № 3, 1969 г.
- ↑ Новости отовсюду (рубрика). — М.: «Химия и жизнь», № 7, 1970 г.
