Иттрий, Y (лат. yttrium) — это 39 элемент III группы побочной подгруппы Периодической таблицы Д. И. Менделеева. Иттрий является переходным металлом и d-элементом, поэтому при образовании химической связи принимают участие d-орбитали.
История открытия
В 1794 г. финским химиком Ю. Гадолином из минерала иттербита (гадолинита) был выделен оксид металла. Однако, в 1843 г. шведский химик К. Мосандер доказал, что выделенное Гадолином вещество является смесью оксидов иттрия, эрбия и тербия, и впоследствии выделил из него непосредственно Y2O3. Кроме того, в 1828 г. немецкий химик Ф. Велер смог получить металлический иттрий, содержащий примеси лантаноидов.
Иттрий назван в честь шведской деревни Иттербю (Ytterby), где элемент был найден в заброшенном карьере.
Физические и химические свойства
Иттрий — это металл светло-серого цвета, легко поддающийся механической обработке. Иттрий существует в виде гексагональной или кубической модификации, отличающихся различным расположением атомов в элементарной ячейки кристаллической решетки. В природе существует только один изотоп иттрия — 89Y, при облучении которого нейтронами получается радиоактивный изотоп 90Y.
Подобно другому элементу данной группы (алюминию), на поверхности иттрия образуется оксидная пленка. С повышением температуры окружающей среды до 370-425°C она чернеет. Наибольшее окисление достигается при температуре 750°C. Металл реагирует с простыми веществами (H2, Hal2, N, P, S) при нагревании, c минеральными и органическими кислотами (уксусная кислота). Оксид Y2О3 обладает основными свойствами и образует основание Y(ОН)3.
Применение
Иттрий обладает рядом уникальных свойств, обуславливающих широкое применение на сегодняшний день в промышленности и прогнозируемых все больший охват в будущем. Особыми свойствами является высокая прочность металла, сравнимая со сталью, и образование пленки оксида и нитрида при нагревании, предотвращающих дальнейшее окисление до 1000°C.
Соединения иттрия применяются в керамике (хромит иттрия), в качестве огнеупорных (оксид иттрия чрезвычайно устойчив к нагреву) и термоэлектрических материалов (теллурид иттрия используется при производстве термоэлектрогенераторов). Сплавы иттрия находят применение в авиакосмической промышленности, атомной технике и автомобилестроении. Тетраборид иттрия применяется при производстве стержней атомных реакторов, а ортотанталат иттрия — рентгеноконтрастных покрытий. В медицине важную роль при лечении печеночно-клеточного и других видов рака играет изотоп иттрия 90Y.
Добавка иттрия в расплав алюминия повышает электропроводность алюминиевых проводов на 7,5%, а введение иттрия в сплавы никеля с хромом повышает их температуру эксплуатации и срок службы. Наибольшая часть расхода металлического иттрия приходится на добавление его к вольфраму при производстве вольфрамовых электродов для аргонодуговой сварки.
Иттрий ввиду высокой прочности и температуры плавления способен создать конкуренцию титану, а его оксид по стойкости к нагреву — оксиду скандия. Напыление иттрием двигателей внутреннего сгорания увеличивает износостойкость деталей в 500 раз, значительно превосходя стойкость при хромировании.
