Estrutura Ititrio, propriedades, usos, obtenção

Ele ítrio É um metal de transição que pertence ao grupo 3 da tabela periódica e cujo símbolo químico é e. Embora não faça parte da série Lantanide, é frequentemente considerado um dos elementos das terras raras, como é encontrado nos mesmos minerais que os lantanídeos, e também possui propriedades químicas semelhantes.

O Ititrium e os Lantanídeos estão presentes nos mesmos minerais, incluindo o Bastnäsita e o Monacita. É um metal relativamente estável no ar, devido a uma camada de seu óxido que lhe dá proteção, mas oxida rapidamente no ar quente.

Cristais dendríticos metálicos e ultrapuro. Fonte: Jurii, CC por 3.0, via Wikimedia Commons

Forma compostos predominantemente com o estado de oxidação +3 (e³⁺), como o óxido de Ititrio, e₂QUALQUER₃, e compostos solúveis ou insolúveis na água.

O Itrio foi descoberto em 1794 por Johan Gadolin, um cientista finlandês que analisou um mineral escuro entregue pelo próprio Carl Arrhenius. Gadolin encontrou no mineral um elemento desconhecido, suas descobertas sendo confirmadas pelo químico sueco Anders Ekeberg, que nomeou 'itria' o óxido do novo metal, enquanto o metal chamado 'ittrio'.

Por si só, em sua forma metálica, ele não tem muitos usos, mas serve como um aditivo para inúmeras ligas. Por outro lado, seu óxido tem muitas aplicações em termos de materiais, como vidro e cerâmica, além de compor um pigmento azulado descoberto nos tempos modernos.

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Estrutura

Os átomos de Ititrium são unidos pelo link metálico para formar uma estrutura hexagonal compacta (HCP). Essa estrutura corresponde a uma de suas duas formas alotrópicas: a fase α, que é estável à temperatura ambiente. No entanto, quando os cristais de Ititrium são aquecidos a 1478 ºC, eles adotam uma estrutura cúbica, chamada de fase β β.

Configuração eletronica

Configuração eletrônica do ititrium

O Ititrium apresenta a seguinte configuração eletrônica:

[KR] 4D¹  5s²

Portanto, ele tem três elétrons de Valência para estabelecer seu vínculo de metal. Você também pode perder esses três elétrons para se transformar no cátion e³⁺, que é isoletrônico com gás Noble Crypton.

Propriedades de Ititrium

Irrio isolado

Aparência física

Metal sólido branco silido, lustroso e altamente cristalino, banheiro, que pode ser alcançado como pó cinza escuro.

Número atômico

39

Massa molar

89.905 g/mol

Ponto de fusão

1526 ºC

Ponto de ebulição

2930 ºC

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Densidade

4.472 g/cm³

Calor de fusão

onze.42 kJ/mol

Calor de vaporização

363 KJ/mol

Capacidade calórica molar

26.53 J/(mol · k)

Estados de oxidação

O Irito pode participar de seus compostos com qualquer um dos seguintes estados de oxidação: 0, +1, +2 e +3, sendo o +3 o mais comum porque é um elemento do grupo 3.

Eletro-negatividade

1.22 na escala Pauling

Energias de ionização

Primeiro: 600 kJ/mol/mol

Segundo: 1180 kJ/mol/mol

Terceiro: 1980 KJ/mol

Ordem magnética

É um metal paramagnético, no entanto, se torna um supercondutor a uma temperatura de -271,9 ºC e sob pressões superiores a 110 kilobares.

Reatividade e compostos

O elemento puro é bastante estável, porque o óxido de ititrium e₂QUALQUER₃, Forma na superfície metálica uma camada protetora. No entanto, pode oxidar rapidamente no ar a temperaturas superiores a 450 ºC. Se for pulverizado, ainda queima em temperaturas mais baixas.

Os compostos inorgânicos da forma de Ititrium com o estado de oxidação +3; Por exemplo: e₂QUALQUER₃, E (oh)₃, E₂(C₂QUALQUER₄)₃, Ypo₄, Yf₃, etc.

Reage rapidamente com ácidos fortes, com exceção dos ácidos nítricos e fluoréricos. Ele também reage com halogênios a temperaturas acima de 200 ºC, para formar haluros.

Por outro lado, em altas temperaturas compostos binários com fósforo, selênio, carbono, fósforo, silício e enxofre. O Ititrium pode fazer parte de compostos químicos orgânicos.

O íon Ititrium, e³⁺, É incolor em solução, assim como seu óxido, tricloreto, sulfato e carbonato.

Formulários

Televisão colorida

Óxido de Ititrium ou sulfeto de Ititrium e₂S₃, Dopados com o elemento Europium, eles estão envolvidos na produção de cores vermelhas em televisões de cores que usam tubos de cátodo.

Garnets

Ittrium e Garnet de ferro. Fonte: Krizu na Wikipedia alemã, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Ittrium e alumínio (YAG) Garnet, Cerio, é usado em LEDs brancos e brancos. Também é usado, dada a sua dureza, como imitação do diamante. Além disso, o laser de Yag, devido à sua energia, é usado para perfurar e cortar metais.

Enquanto isso, Irito e Hierro Garnet (YIG) são usados ​​como filtro de microondas e na transmissão de energia acústica.

Ligas

O Ititrium é usado para aumentar a resistência das ligas de alumínio e magnésio. Enquanto isso, o óxido de ititrium é combinado com óxido de zircônio para formar uma liga que intervém na formação de uma cerâmica muito resistente; cerâmica usada em eletrônicos, bem como na formação de uma barreira térmica para motores de reação.

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Uma liga do ititrium com cromo e alumínio é usada na produção de um condutor elétrico muito resistente ao calor.

Médicos

O isótopo radioativo do itit, ⁹⁰E tem sido usado no tratamento de muitos tipos de câncer. Ele ⁹⁰E é um emissor radioativo de partículas β com meia -vida de 2.67 dias (64.1 hora).

É usado no tratamento de diferentes tipos de câncer, como linfoma e leucemia, que afetam os leucócitos. Além disso, para câncer de fígado, ovário, colon-colon, pancreático e osso.

Ele ⁹⁰E é administrado, usando várias modalidades, através dos vasos sanguíneos que levam o sangue aos tecidos onde o tumor canceroso está presente.

Você pode se juntar a anticorpos monoclonais direcionados especificamente contra células tumorais. Ao se juntar aos anticorpos para as células tumorais, permite a fixação do ⁹⁰E para eles, permitindo assim sua destruição. Micro Esferas também são usadas para transportar o isótopo para o tecido canceroso.

Esta técnica é chamada de radioembolização e o conteúdo do conteúdo do ⁹⁰E eles são injetados nos vasos sanguíneos que levam ao tecido canceroso hepático. Além disso, o ⁹⁰E para pequenas agulhas usadas no tratamento de articulações inflamadas, especialmente joelhos.

Cerâmica e vidro

O Ititrium é usado na produção de Silicon Nitruro, composto usado na elaboração de uma cerâmica de uma cerca de 8 anos de 8.5 (escala Mohs), usada em pedaços de forno. O óxido de ititrium é usado na fabricação de vidro e cerâmica com baixa expansão térmica.

Pigmento

Pigmento azul, recente e não -tóxico que contém átomos de Ititrium em sua composição. Fonte: mais subramaniano, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Um dos usos relativamente mais recentes (2009) do Irito é como um componente na preparação de um pigmento: Yinmn Blue (imagem acima), descoberta por pesquisadores da Universidade de Oregon. Sua fórmula é yin_1-xMn_xQUALQUER₃, e, portanto, sua estrutura cristalina é composta pelos óxidos de Ititrium, indiano e manganês.

Yinmn Blue é o último pigmento a ter sido descoberto após o cobalto azul, carvão₂QUALQUER₄, Duzentos anos atrás, em 1802. É caracterizado, como pode ser visto, por suas cores vibrantes e modificáveis. Além disso, é um pigmento estável e não tóxico.

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Outros

Existem compostos de ititrium que são usados ​​como catalisadores para polimerização de etileno. O ititrium metálico é usado para a elaboração de eletrodos em velas de ignição de alto desempenho. Vanadio e outros metais não ferrosos também são usados ​​para desoxide.

O Ititrium faz parte de um supercondutor de óxido de cobre, Bário e Ititrio, conhecido como "YBCO". Neste supercondutor, o nitrogênio líquido é usado para reduzir a temperatura em vez do hélio, o que permite que os custos diminuam.

O Ititrium é incorporado aos catodos de algumas baterias de fosfato de ferro e lítio (LFP).

Obtenção

O Ititrium tem uma abundância de 33 ppm na crosta terrestre. Faz parte de alguns minerais junto com elementos de terras raras. É comercialmente explorado do monacito, que contém 3% do metal, e o Bastnäsita, com um 0.2 % do mesmo.

No entanto, também é encontrado em minerais como Gadolinita, Euxenita e Xenotima da Malásia, que contém até 60% otrium na forma de fosfato.

O óxido de ititrium pode ser obtido de uma mistura com óxidos de elementos de terras raras, dissolvendo o material que os contém em ácido sulfúrico e depois fracionando -os por cromatografia de troca iônica.

O Ititrium pode ser purificado por um método que usa ácido oxálico e que finalmente produz fluoreto, intervenção prévia do fluoreto de hidrogênio. O fluoreto de iTitrium é reduzido em Ititrium metálico, reduzindo o uso de cálcio como um agente redutor a altas temperaturas.

Isótopos

O ititrium tem um total de 33 isótopos, cujas massas variam do ⁷⁶E Al ¹⁰⁸e. O único isótopo estável é o ⁸⁹E, enquanto os isótopos restantes são radioativos, a maioria sendo as partículas beta (β^- e β⁺). O isótopo radioativo menos estável é o ¹⁰⁶E, com meia -vida inferior a 150 nanossegundos.

Enquanto isso, o isótopo radioativo mais estável é ⁸⁸E, com meia -vida de 106.626 dias. A maioria dos isótopos radioativos do ititrium tem meia vida inferior a 1 hora.

Referências

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