Itrij

Izvor: testwiki
Datum izmjene: 13 decembar 2024 u 01:47; autor: imported>InternetArchiveBot (Adding 2 books for Wikipedia:Provjerljivost (20241212sim)) #IABot (v2.0.9.5) (GreenC bot)
(razl) ← Starija izmjena | Trenutna verzija (razl) | Novija izmjena → (razl)
Idi na navigaciju Idi na pretragu

Šablon:Infokutija hemijski element Itrij (Šablon:Jez-la) jeste hemijski element koji ima hemijski simbol Y i atomski broj 39. Spada u metale IIIB grupe periodnog sistema. To je srebrenasto svijetli prelazni metal, sličan lantanoidima, a često se ubraja u rijetke zemne elemente.[1] Itrij se gotovo uvijek nalazi zajedno sa lantanoidima u rijetkim zemnim metalima i nikad se u prirodi ne može naći kao samorodni element. Ima samo jedan stabilan izotop 89Y, koji se jedini i može naći u prirodi.

Carl Axel Arrhenius je 1787. godine pronašao novi mineral nedaleko sela Ytterby u Švedskoj te mu dao ime ytterbit (gadolinit) po imenu sela. U Arrheniusovom uzorku, Johan Gadolin je 1789. godine otkrio itrij oksidŠablon:Sfn, a Anders Gustaf Ekeberg je novom oksidu da ime yttria. Elementarni itrij je prvi put izolirao Friedrich Wöhler 1828. godine.[2]

Najvažniji vid upotrebe itrija je dobijanje fosforoscentnih boja, kao naprimjer za crvenu boju u starijim televizorskim ekranima na bazi katodnih cijevi (CRT ekrani) ali i za novije LCD ekrane.[3] Također se koristi i u proizvodnji elektrodi, elektrolita, elektronskih filtera, lasera i superprovodnika; u razne medicinske svrhe kao i za dodavanje raznim materijalima radi poboljšanja njihovih osobina. Ne postoje dokazi da itrij ima neku biološku ulogu, a izlaganje spojevima itrija može dovesti do plućnih bolesti kod ljudi.[4]

Historija

Godine 1787. vojni poručnik i povremeni hemičar Carl Axel Arrhenius pronašao je teški crni kamen u starom kamenolomu u blizini švedskog sela Ytterby (danas dio Stockholmskog arhipelaga).[5] Vjerujući da je pronašao novi nepoznati mineral koji sadrži, tada novootkriveni, element volfram,[6] dao mu je ime ytterbit.[7] Arrhenius je taj primjerak poslao brojnim hemičarima radi daljnje analize.[5]

Johan Gadolin je otkrio itrij oksid

Johan Gadolin sa Univerziteta Åbo otkrio je 1789. novi oksid odnosno zemlju u Arrheniusovom uzorku a svoju potpunu analizu objavio je 1794. godine.[8]Šablon:Napomena Anders Gustaf Ekeberg je 1797. godine potvrdio ovo otkriće i novom oksidu dao naziv yttria.[9]

U narednim desetljećima nakon što je Antoine Lavoisier razvio prvu modernu definiciju hemijskih elemenata, postojalo je vjerovanje da se zemlje mogu reducirati do svog osnovnog elementa, što bi značilo da je otkriće svake nove zemlje (oksida) jednako otkriću elementa od kojeg je ona potekla, što bi u ovom slučaju značilo yttrium.Šablon:Napomena

Carl Gustaf Mosander je 1843. godine otkrio da uzorci itrije sadrže tri oksida: bijeli itrij oksid (itriju), žuti terbij oksid (u to vrijeme se zvala erbija što je kasnije promijenjeno) i ružičasto obojeni erbij oksid (koji se u to vrijeme zvao terbija.[10] Četvrti oksid, iterbij oksid, je izolirao Jean Charles Galissard de Marignac tek 1878. godine.[11] Iz svakog ovog oksida kasnije su izolirani novi čisti elementi, a svaki od njih je, na neki način, dobio ime po selu Ytterbyu, u čijoj je blizini kamenolom gdje su pronađeni (pogledati sekcije historije kod iterbija, terbija i erbija).[12] U sljedećim desetljećima iz Gadolinove itrije otkriveno je sedam novih metala.[5] Međutim, pošto je itrija bio mineral a ne oksid, Martin Heinrich Klaproth mu je dao ime gadolinit u čast njegovog pronalazača Gadolina.[5]

Čisti metalni itrij je izoliran 1828. godine kada je Friedrich Wöhler zagrijavao anhidratnog itrij(III) hlorida sa kalijem:[13][14]

YCl3 + 3 K → 3 KCl + Y

Sve do početka 1920tih, za ovaj hemijski element korišten je simbol Yt, nakon čega je promijenjen u sadašnji simbol Y.[15] Godine 1987. otkriveno je da spoj itrija itrij-barij-bakar oksid pokazuje osobine superprovodljivosti na visokim temperaturama.[16] To je bio tek drugi otkriveni materijal koji je imao ovu osobinu i prvi koji ima osobinu superprovodljivosti iznad (ekonomski važne) tačke ključanja dušika.Šablon:Napomena Osim ovog spoja, otkriven je i spoj itrij paladij borid-karbida koji je također pokazao slične osobine superprovodljivosti na relativno visokoj temperaturi od 23 K.[17]

Osobine

Dendrični sublimirani itrij čistoće 99,99% i kocka od 1 cm3 čistoće 99,9%

Itrij je mehak, srebreno sjajni metal, visoko kristalizirani prelazni metal 3. grupe periodnog sistema. Kao što se i očekuje po periodičnom trendu, on je manje elektronegativan od svog prethodnika u grupi skandija i manje elektronegativan od sljedećeg člana u 5. periodi cirkonija. Osim toga, njegova elektronegativnost se može porediti sa sljedećim elementom u 3. grupi, lutecijem, zbog kontrakcije lantanoida.[18][19] Itrij je prvo element d-bloka u 5. periodi.

Čisti element je relativno stabilan na zraku u većim komadima zbog pasiviziranja tokom kojeg se na njegovoj površini formira zaštitni sloj oksida Šablon:Chem, slično kao kod aluminija. Ovaj zaštitni sloj može doseći debiljinu i do 10 µm kada se itrij zagrijava na 750 °C u okruženju vodene pare.[20] Međutim, fino istinjeni prah itrija je vrlo nestabilan na zraku. Opiljci ili strugotine metala se mogu vrlo lahko zapaliti u zraku već na temperaturi od 400 °C.[2] Itrij-nitrid (YN) se formira kada se metal zagrije na 1000 °C u okruženju dušika.[20]

Njegove hemijske osobine podsjećaju na magnezij. Sa vodom reaguje veoma sporo gradeći hidroksid.

Sličnost sa lantanoidima

Sličnosti itrija sa lantanoidima su tako velike da se on u prošlosti dugo vremena svrstavao s njima u rijetke zemne elemente,[1] uvijek nalazio povezan s njima u rijetkim zemnim mineralima.[21] U hemijskom smislu, itrij je više sličan ovim elementima od svog komšije u periodnom sistemu, skandija,[22] a ako bi se fizičke osobine naznačile u odnosu na atomski broj tada bi on imao prividne brojeve između 64,5 i 67,5, što bi ga svrstalo između lantanoida gadolinija i erbija.[23]

On često spada u isti raspon reda reakcija,[20] sličan je kao terbij i disprozij po svojoj hemijskoj reaktivnosti.[3] Itrij je vrlo blizak po veličini teškim lantanoidnim ionima u rastvorima takozvane itrijske grupe, a hemijski se ponaša kao da je jedan od njih.[20][24] Iako su lantanoidi cijeli jedan red ispod itrija u periodnom sistemu, sličnosti atomskog radijusa s njima se može objasniti takozvanom kontrakcijom lantanoida.[25]

Jedna od malobrojnih nešto značajnijih razlika između hemije itrija i lantanoida je to što je itrij gotovo isključivo trovalentan, dok gotovo pola lantanoida ima valenciju različitu od tri.[20]

Izotopi

U Sunčevom sistemu itrij se stvara nukleosintezom, najvećim dijelom putem s-procesa (oko 72%), ali također i u r-procesu.[26] R-proces se sastoji od brzog hvatanja neutrona lahkih elemenata nakon eksplozije supernova. S-proces se sastoji od hvatanja sporih neutrona lahkih elemenata unutar pulsirajućih zvijezda crvnih divova.[27]

Izotopi itrija su jedni od najčešćih proizvoda nuklearne fisije uranija koja se dešava pri nuklearnoj eksploziji ili u nuklearnim reaktorima. Po procedurama upravljanja nuklearnim otpadom, najvažniji izotopi itrija su 91Y i 90Y, koji imaju vrijeme poluraspada od 58,1 dan i 64 sata, respektivno.[28] Iako 90Y ima kratko vrijeme poluraspada, on postoji u sekularnoj ravnoteži sa svojim roditeljskim izotopom stroncijem 90Sr koji ima znatno duže vrijeme poluraspada od 29 godina.[2]

Svi elementi 3. grupe periodnog sistema imaju neparan atomski broj te stoga imaju vrlo mali broj stabilnih izotopa.[29] Skandij ima jedan stabilan izotop, a itrij također ima samo jedan stabilni izotop 89Y, koji se jedini i može naći u prirodi. Međutim, lantanoidi rijetkih zemalja sadrže i elemente sa parnim atomskim brojem i brojnim stabilnim izotopima. 89Itrij je nešto više zastupljen u Zemljnoj kori nego što bi po pravilu trebao biti, a razlog jednim dijelom leži u s-procesu koji daje dovoljno vremena da izotopima stvorenim drugim procesima da se raspadnu emisijom elektrona (neutron → proton).[27]Šablon:Napomena Takav spori proces ide u korist izotopima sa atomskim masenim brojevima (A je zbir protona i neutrona) oko 90, 138 i 208, koji imaju neobično stabilne atomske jezgre sa 50,82 i 126 neutrona, respektivno.[27]Šablon:Napomena[2] Izotop 89Y ima maseni broj vrlo blizu 90 i ima tačno 50 neutrona u jezgru.

Do danas je otkriveno 32 sintetička izotopa itrija, čije se atomski maseni brojevi kreću od 76 do 108.[28] Najmanje stabilni izotop među njima je 106Y sa poluvremenom raspada od >150 ns (dok 76Y ima poluvrijeme raspada od >200 ns), dok je najstabilniji izotop 88Y sa vremenom poluraspada od 106,626 dana.[28] Osim izotopa 91Y, 87Y i 90Y sa vremenima poluraspada od 58,51 dana, 79,8 sati i 64 sata, respektivno, svi drugi izotopi imaju vremena poluraspada kraća od jednog dana, a većina tih izotopa ima vremena poluraspada kraća od jednog sata.[28]

Izotopi itrija sa masenim brojevima od 88 i nižim uglavnom se raspadaju putem emisije pozitrona (proton → neutron) dajući kao rezultat izotope stroncija (atomski broj 38).[28] Izotopi itrija sa masenim brojevima od 90 i višim uglavnom se raspadaju emisijom elektrona (neutron → proton) dajući izotope cirkonija (Z = 40).[28] Za izotope sa masenim brojevima 97 ili višim poznato je da imaju i manje izražen nuklearni lanac raspadanja β− sa naknadnom emisijom neutrona.[30]

Poznato je najmanje 20 nuklearnih izomera čiji maseni brojevi se kreću u rasponu od 78 do 102.[28]Šablon:Napomena Dokazana su brojna pobuđena stanja za izotope 80Y i 97Y.[28] Iako se za većinu nuklearnih izomera itrija očekuje da budu manje stabilni od svojih osnovnih stanja, nuklearni izomeri 78mY, 84mY, 85mY, 96mY, 98m1Y, 100mY i 102mY imaju duža vremena poluraspada nego u svojim osnovnim stanjima, a ti izomeri se ne raspadaju izomerijskom tranzicijom već putem beta raspada.[30]

Rasprostranjenost

Itrij je pronađen u većini rijetkih zemnih minerala[19] kao i u nekim rudama uranija, međutim u prirodi nikad nije nađen kao samorodan.[31] Sa udjelom od oko 31 ppm (0,0031%) u Zemljinoj kori,[3] itrij je 28. element po rasprostranjenosti, odnosno oko 400 puta više zastupljen od srebra.[32] Itrij je pronađen u tlu u koncentracijama između 10 i 150 ppm (0,001% - 0,015%, prosjek oko 23 ppm (0,0023%)). Njegov udio u morskoj vodi iznosi oko 9 ppt (9×10−10%).[32] Uzorci koje su prikupile američke svemirske misije na Mjesec u sklopu Apolo projekta pokazali su relativno veliki udio itrija u njima.[12]

Velika geohemijska podjela rijetkih zemalja u grupu cerija i grupu itrija je imala za primjer prvobitna otkrića oksida cerije 1803. i itrije 1794. godine. Ono što se 1794. godine zvalo yttria je identično mineralu ksenotimu i sastavu ionske gline iz Lognana, čineći oko dvije trećine itrij oksid po težine i otprilike 4 do 7% od svakog teškog lantanoida sa parnim atomskim brojem te 0,5 do 1,5% lantanoida sa neparnim atomskim brojem, što je u skladu sa Oddo-Harkinsovim pravilom. Tijelo ruda rijetkih zemlji se danas posmatra kao pravolinijska kombinacija itrije iz 1794. i cerije iz 1803. godine kao prvim aproksimacijama. Ovo je, međutim, tačno za okruženja kiselih stijena. Bazične stijene imaju mali sadržaj itrije i poremećen sastav cerije, bogate lantanom zajedno sa nižim relativnim udjelom neodija.

Nije poznata nijedna biolološka uloga itrija, mada je njegovo prisustvo dokazano u većini, ako ne i u svim, poznatim živim organizmima. Itrij ima tendenciju da se taloži u jetri, bubrezima, slezeni, plućima i kostima kod čovjeka.[33] Njegova uobičajena količina u prosječnom čovjekovom organizmu iznosi oko 0,5 miligrama. Studije su pokazale da majčino mlijeko može sadržavati oko 4 ppm itrija (0,0004%).[34] Itrij se može naći u mnogim jestivim biljkama u koncentracijama između 0,002% i 0,01% (u svježim biljkama), a među njima kupus ima najveći udio itrija.[34] Gotovo 0,07% itrija je pronađeno u sjemenu nekih vrsta drvenastih biljaka, što je najveća poznata izmjerena koncentracija.[34]

Dobijanje

Hemijska sličnost itrija sa lantanoidima je uzrok da se on obrađuje i obogaćuje istim procesima i tehnologijom kao i rude koje sadrže lantanoide, zajedno sačinjavajući rijetke zemne minerale. Postoji određena manja razlika između lahkih (LRZE) i teških rijekih zemnih elemenata (TRZE), ali tačna razlika nije striktno određena. Itrij je svrstan u grupu TRZE zbog veličine svog iona iako ima nižu atomsku masu od drugih.[35][36]

Komad itrija. Itrij je vrlo teško razdvojiti od ostalih rijetkih zemnih elemenata.

Postoje četiri osnovna izvora rijetkih zemnih elemenata:[37]

  • Karbonati i fluoridi koji sadrže rude kao što je LRZE bastnesit ([(Ce, La, etc.)(CO3)F]) koji sadrži u prosjeku 0,1%[2][35] itrija za razliku od 99,9% kod drugih 16 rijetkih zemnih elemenata.[35] Osnovni izvor za bastnesit u periodu od 1960tih do 1990tih bio je rudnik rijetkih minerala Mountain Pass u američkoj saveznoj državi Kalifornija, što je u to vrijeme dovelo SAD na prvo mjesto najvećih proizvođača rijetkih zemnih elemenata.[35][37]
  • Monazit ([(Ce, La, i dr.)PO4]), od kojih su većina fosfati, je depozitni aluvijalni pijesak koji nastaje prijenosom i gravitacijskim odvajanjem erodiranog granita. Monazir, kao ruda LRZE, sadrži 2%[35] (po nekim izvorima 3%[38]) itrija. Najveći takvi depoziti pronađeni su u Indiji i Brazilu početkom 20. vijeka, što je dovelo ove dvije zemlje u vrh svjetskih proizvođača itrija u prvoj polovini 20. vijeka.[35][37]
  • Ksenotim, fosfat rijetkih zemnih elemenata, je osnovna ruda TRZE a sadrži do 60% itrija u vidu itrij fosfata (YPO4).[35] Najveći rudnik ovog minerala je depozit Bayan Obo u Kini, što čini Kinu najvećim izvoznikom TRZE od zatvaranja rudnika Mountain Pass 1990tih.[35][37]
  • Gline ionske apsorpcije ili gline iz Lognana su proizvod granita uzrokovan erozijom a sadrži samo 1% rijetkih zemnih elemenata.[35] Međutim, konačni proizvodni koncentrat rude može sadržavati do 8% itrija. Gline ionske apsorpcije se najviše iskopavaju u rudnicima južne Kine.[35][37][39] Itrij se također može naći i u mineralima samarskitu i fergusonitu.[32]

Jedna od metoda dobijanja čistog itrija iz miješanih oksidnih ruda je rastvaranje oksida u sumpornoj kiselini te njihovo razdvajanje putem ionoizmjenjivačke hromatografije. Dodavanjem oksalne kiseline taloži se itrij oksalat. Zatim se oksalat prevodi u oksid njegovim zagrijavanjem u prisustvu kisika. Reakcijom nastalog itrij-oksida sa fluorovodikom, nastaje itrij-fluorid.[40] Koristeći kvatarne amonijeve soli kao ekstrakante, itrij uglavnom ostaje u vodenoj fazi: ako je suprotni ion nitrat, uklanjaju se lahki lantanoidi, a ako je suprotni ion tiocijanat, uklanjaju se teški. Tim postupkom dobijaju se itrijeve soli čistoće 99,999%. U većini situacija, kada itrij sačinjava dvije trećine mješavine teških lantanoida, postoji velika prednost njegovog izdvajanja iz sistema što je prije moguće, kako bi se olakšalo odvajanje preostalih elemenata.

Svjetska godišnja proizvodnja itrij oksida dostigla je 2001. godine 600 tona, a njegove rezerve se procjenjuju na oko 9 miliona tona.[32] Samo nekoliko tona metala itrija se proizvede svake godine redukcijom itrij-fluorida u metalnu spužvu sa legurama kalcija i magnezija. Temperatura lučne peći iznad 1600 °C je dovoljna da se itrij istopi.[32][40]

Upotreba

Proizvodi široke potrošnje

Itrija (itrij(III) oksid, Šablon:Chem)) može služiti kao osnovna rešetka za dopiranje sa kationima Eu3+ kao i reaktant za dobijanje dopiranog itrij ortovanadata YVO4:Eu3+ ili itrij-oksidsulfida Šablon:Chem:Eu3+, fosforescentna boja koja daje crveni sjaj u katodnim cijevima za sliku kod televizora u boji,[2][3]Šablon:Napomena mada se crvena boja zapravo emitira iz europija dok itrij služi za sakupljanje energije iz elektronskih pištolja i predaje je fosforescentim bojama.[41] Spojevi itija mogu također služiti kao osnovna rešetka za dopiranje sa različitim kationima lantanoida. Osim Eu3+, kao dopirajuće sredstvo također se koristi i Tb3+ koji daje zelenu luminiscenciju. Itrija se također koristi i kao dodatak u procesu sinterovanja kod proizvodnje poroznog silicij-nitrida[42] i kao uobičajena polazna sirovina proizvodnju drugih spojeva itrija ali i važan materijal u nauci o materijalima.

Spojevi itrija se koriste kao katalizatori za polimerizaciju etena.[2] Kao metal, koristi se za elektrode kod nekih automobilskih svjećica gdje su potrebne visoke performanse.[43] Itrij se također upotrebljava u proizvodnji Colemanovih mrežica za propanske lampe kao zamjena za torij koji je radioaktivan.[44] Istraživanje budućih načina upotrebe itrija uključuje djelimično stabiliziranje cirkonije itrijem kao čvrsti elektrolit i kao senzor za kisik u automobilskim ispušnim sistemima.[3]

Granati

Šipka Nd:YAG lasera prečnika 0,5 cm.

Itrij se koristi za proizvodnju širokog spektra sintetičkih granata (vrsta dragog kamenja),[45] a itrija se koristi za izradu itrij željezo granata (Šablon:Chem ili YIG), a koji su vrlo efektivni elektronski filteri za mikrovalove.[2] Garneti od itrija, željeza, aluminija i gadolinija (npr. Y3(Fe,Al)5O12 i Y3(Fe,Ga)5O12) imaju važne magnetne osobine.[2] YIG je također veoma efikasan kao prenosilac akustične energije i transduktor.[46] Itrij aluminij granat (Šablon:Chem ili YAG) ima tvrdoću 8,5 po Mohsovoj skali i također se koristi kao dragi kamen (simulirani dijamant).[2] Kristali itrij aluminij granata dopirani cerijem (YAG:Ce) se koriste kao fosforescentne boje za proizvodnju bijelih svjetlećih (LED) dioda.[47][48][49]

YAG, itrija, itrij-litij-fluorid (Šablon:Chem) i itrij-ortovanadat (Šablon:Chem) se koriste u kombinaciji sa dopantima poput neodija, erbija i iterbija u laserima koji rade na području bliskog infracrvenog zračenja.[50][51] YAG laseri imaju sposobnost da rade visokom snagom a koriste se i za bušenje ili rezanje metala.[38] Pojedinačni kristali dopiranog YAG se obično proizvode Czochralski metodom.[52]

Poboljšavanje materijala

Malehne količine itrija (0,1 do 0,2%) se koriste za smanjivanje veličine zrna hroma, molibdena, titanija i cirkonija.[53] Također se koristi za povećanje jačine legura aluminija i magnezija.[2] Dodavanje itrija legurama općenito poboljšava njihovu obradu, povećava im otpornost na rekristalizaciju pri visokim temperaturama i značajno poboljšava njihovu otpornost na oksidaciju pri visokim temperaturama.[41]

Itrij se može koristiti za deoksidiranje vanadija i drugih obojenih metala.[2] Njegov oksid zvani itrija se koristi za stabiliziranje kockaste forme cirkonije koja se upotrebljava kao nakit.[54] Itrij se proučava u mogućim aplikacijama kao nodulator za izradu nodularnog lijevanog čelika, koji ima povećanu duktilnost (grafit u njemu formira kompaktne nodule umjesto stvaranja ljuskica).[2] Itrij-oksid se također koristi u izradi keramike i stakla, zbog svoje visoke tačke topljenja i odgovarajućih osobina otpornosti na stres te niske stope toplotnog širenja.[2] Zbog toga se koristi i za izradu objektiva za kamere.[32]

Medicina

Radioaktivni izotop itrija 90Y se koristi u sastavu lijekova kao itrij Y 90-DOTA-tir3-oktreotid i Itrij Y 90 ibritumomab tiuksetan za tretman različitih oblika raka, uključujući limfome, leukemiju, rak jajnika, pankreasa, kostiju i debelog crijeva.[34] Djeluje tako što se spaja sa monoklonalnim antitijelima, koji se kasnije spajaju na ćelije raka i ubijaju ih pomoću intenzivne β-radijacije iz itrija 90Y.[55]

Igle načinjene od itrija-90, a koje mogu rezati preciznije od običnog skalpela, koriste se za presjecanje živaca koji provode bol u kičmenoj moždini,[6] a itrij-90 se također koristi za vršenje radionuklidne sinovektomije (hirurško uklanjanje dijela sinovijalne membrane zgloba) pri tretmanima upale zglobova, naročito koljena kod pacijenata sa stanjima poput reumatoidnog artritisa.[56]

Laser od itrij-aluminij-granata dopiran neodijem se koristi u eksperimentalnoj, radikalnoj prostatektomiji potpomognutu robotima kod pasa u pokušaju da se smanji kolateralna šteta živaca i tkiva,[57] dok takvi laseri dopirani erbijem počeli su se koristiti u kozmetičkom oblikovanju kože.[3]

Superprovodnici

YBCO superprovodnik

Itrij se koristi u itrij-barij-bakar oksidu (YBa2Cu3O7, poznat i kao 'YBCO' ili '1-2-3'), superprovodnika razvijenog na Univerzitetu u Alabami i Houstonu 1987. godine.[16] Ovaj superprovodnik radi na temperaturi od 93 K, što je značajno jer je iznad tačke ključanja tečnog dušika (77,1 K).[16] Pošto je cijena tečnog dušika mnogo niža od cijene tečnog helija, koji se obično mora koristiti za metalne superprovodnika, upotrebom ovog superprovodnika značajno se snižavaju troškovi.

Stvarni superprovodnički materijal se često označava kao YBa2Cu3O7–d, gdje d mora biti manje od 0,7 za materijal da bi bio superprovodnik. Razlozi za to još nisu potpuno poznati, ali se zna da se praznine pojavljuju samo na određenim mjestima u kristalu, planarni oksidi bakra prelaze u lančane,[58] što dovodi do neuobičajenih oksidacijskih stanja atoma bakra, što nekako dovodi do superprovodničkih osobina.

Teorija niskih temperatura superprovodljivosti je bila dobro razvijena sve dok se 1957. godine nije pojavila BCS teorija. Ona je zasnovana na neuobičajenim međusobnim reakcijama između dva elektrona u kristalnoj rešetki. Međutim BCS teorija nije mogla objasniti superprovodljivost koja se javlja na visokim temperaturama, a njen tačan mehanizam djelovanja ni do danas nije potpuno jasan. Ono što je poznato, je da se sastav materijala od bakar oksida mora precizno kontrolirati da bi se javila superprovodljivost.[59]

Dobijeni materijal je bio crne i zelene boje, multikristalni i multifazni mineral. Istraživači proučavaju klasu materijala poznatih kao perovskiti koji su alternativna mješavina ovih elemenata, nadajući se da će razviti praktičan superprovodnik pogodan za visoke temperature.[38]

Spojevi

Kao trovalentni prelazni metal, itrij gradi razne neorganske spojeve, uglavnom u oksidacijskom stanju +3, tako što otpušta sva tri svoja valentna elektrona.[60] Dobar primjer spoja itrija je itrij(III) oksid (Šablon:Chem), također poznat i kao itrija, bijela čvrsta supstanca sa šest koordiniranih kovalentnih veza.[61]

Itrij gradi, u vodi nerastvorljive, fluoride, hidrokside i oksalate, međutim bromidi, hloridi, jodidi, nitrati i sulfati itrija su gotovo svi rastvorljivi u vodi.[20] Ion itrij Y3+ je bezbojan u rastvorima zbog odsustva elektrona u d i f elektronskim ljuskama.[20] Voda vrlo lahko reagira sa metalnim itrijem i njegovim spojevima dajući Šablon:Chem.[21] Koncentrirana nitratna i fluorovodična kiselina ne napadaju burno itrij, ali ostale jake kiseline ga vrlo snažno napadaju.[20] Sa halogenim elementimam itrij gradi trihalide poput itrij(III) fluorida (Šablon:Chem), itrij(III) hlorida (Šablon:Chem) i itrij(III) bromida (Šablon:Chem) pri temperaturama iznad približno 200 °C.[4] Slično tome, pri povišenim temperaturama ugljik, fosfor, selen i sumpor također grade binarne spojeve sa itrijem.[20]

Organoitrijska hemija proučava spojeve koji sadrže ugljik-itrij veze. Za neke od njih je dokazano da u njima itrij ima oksidacijsko stanje 0.[62][63] U nekim istopljenim hloridima je dokazano i stanje +2,[64] dok je stanje +1 dokazano u oksidnim klasterima u gasovitom stanju.[65] Posmatrane su i neke reakcije trimerizacije koristeći organoitrijske spojeve kao katalizatore.[63] Ovi spojevi koriste Šablon:Chem kao polazni materijal koji se dalje dobija iz Šablon:Chem, koncentrirane hlorovodične kiseline i amonij-hlorida.[66][67]

Haptičnost je pojam koji označava kako se susjedni atomi liganda koordiniraju na centralni atom; označava se grčkim slovom eta, η. Kompleksi itrija su prvi primjeri među kompleksima gdje su karboranilni ligandi veza na 0-metalni centar pomoću η7-haptičnosti.[63] Vaporizacija grafitnih interkaliranih spojeva grafit-Y ili grafit-Šablon:Chem dovodi do formiranja endohedralnih fulerena kao što je Y@C82.[3] Proučavanje pomoću elektronske spin rezonance dokazuju formiranje ionskih parova Y3+ i (C82)3−.[3] Svaki od karbida itrija Y3C, Y2C i YC2 se može hidrolizirati dajući ugljikovodike.[20]

Mjere bezbjednosti

U vodi rastvorljivi spojevi itrija se smatraju slabo otrovnim, dok nerastvorljivi spojevi nisu otrovni.[34] U eksperimentima na životinjama, itrij i njegovi spojevi uzrokovali su oštećenja pluća i jetre, mada otrovnost nije ista za sve spojeve itrija. Kod pacova, udisanje itrij citrata dovelo je do pojave plućnih edema i dispneje, dok je udisanje itrij hlorida uzrokovalo edem jetre, pleuralni izljev i plućnu hiperemiju.[4]

Kod čovjeka, izlaganje spojevima itrija može prouzrokovati plućna oboljenja.[4] Radnici koji su bili izloženi prašini itrij europij vanadata u zraku imali su blage iritacije očiju, kože i gornjih disajnih puteva, mada se takvi efekti mogu javiti zbog sadržaja vanadija, prije nego zbog itrija.[4] Akutno izlaganje spojevima itrija može izazvati kratkoću daha, kašljanje, bolove u grudima i cijanozu.[4] Američki Nacionalni institut za sigurnost i zdravlje radnika (NIOSH) preporučuje najveće dozvoljeno izlaganje itriju od prosječno 1 mg/m3 zraka a najveća 30-minutna izloženost (IDLH) ne smije biti viša od 500 mg/m3.[68] Prah itrija je zapaljiv.[4]

Napomene

Šablon:Napomene

Reference

Šablon:Refspisak

Literatura

Šablon:Refbegin

Šablon:Refend

Vanjski linkovi

Šablon:Commonscat

Šablon:PSE

Šablon:Istaknuti članak

  1. ↑ 1,0 1,1 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom IUPAC
  2. ↑ 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 2,12 2,13 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom CRC2008
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Cotton
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom osha
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 Van der Krogt 2005
  6. ↑ 6,0 6,1 Emsley 2001, str. 496
  7. ↑ Ytterbit je dobio ime po selu u blizini kojeg je otkriven, uz dodatak sufiksa -it koji označava da se radi o mineralu
  8. ↑ Gadolin 1794.
  9. ↑ Šablon:Harvnb
  10. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Annalen
  11. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Britannica
  12. ↑ 12,0 12,1 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Stwertka115
  13. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Heiserman
  14. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Ueber
  15. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Pureappl
  16. ↑ 16,0 16,1 16,2 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Wu
  17. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Cava
  18. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Greenwood1997
  19. ↑ 19,0 19,1 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Hammond
  20. ↑ 20,00 20,01 20,02 20,03 20,04 20,05 20,06 20,07 20,08 20,09 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom ECE817
  21. ↑ 21,0 21,1 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Emsley498
  22. ↑ Daane 1968, str. 810
  23. ↑ Daane 1968, str. 815
  24. ↑ Šablon:Harvnb
  25. ↑ Šablon:Harvnb
  26. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Pack
  27. ↑ 27,0 27,1 27,2 Šablon:Harvnb
  28. ↑ 28,0 28,1 28,2 28,3 28,4 28,5 28,6 28,7 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom NNDC
  29. ↑ Šablon:Harvnb
  30. ↑ 30,0 30,1 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom nubase
  31. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Lenntech
  32. ↑ 32,0 32,1 32,2 32,3 32,4 32,5 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Emsley497
  33. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom MacDonald
  34. ↑ 34,0 34,1 34,2 34,3 34,4 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Emsley495
  35. ↑ 35,00 35,01 35,02 35,03 35,04 35,05 35,06 35,07 35,08 35,09 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Morteani
  36. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Kanazawaa
  37. ↑ 37,0 37,1 37,2 37,3 37,4 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Naumov
  38. ↑ 38,0 38,1 38,2 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Stwertka116
  39. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Zuoping
  40. ↑ 40,0 40,1 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Holleman
  41. ↑ 41,0 41,1 Daane 1968, str. 818
  42. ↑ Šablon:US patent
  43. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Carley
  44. ↑ Šablon:US patent
  45. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Jaffe
  46. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Hosseini
  47. ↑ Šablon:US patent
  48. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom giagem
  49. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom ieee2
  50. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom cw
  51. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Tokurakawa
  52. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Golubovic
  53. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom pidc
  54. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom emporia
  55. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Cancer2
  56. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Fischer
  57. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom troy
  58. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom thomas
  59. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Imperial
  60. ↑ Šablon:Harvnb
  61. ↑ Šablon:Harvnb
  62. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Cloke1993
  63. ↑ 63,0 63,1 63,2 Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Schumann
  64. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Mikheev1992
  65. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom Kang2005
  66. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom spencerf
  67. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom turnerjr
  68. ↑ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom niosh
Preuzeto iz "https://bs.wiki.beta.math.wmflabs.org/w/index.php?title=Itrij&oldid=56"