釔(化學元素)
釔,化學符號Y。它是稀土金屬元素之一,
是一種灰色金屬。密度4.4689克/立方釐米,熔點1522℃,
沸點3338℃,常見化合價為+3價。
第一電離能6.38電子伏特。
與熱水能起反應,易溶於稀酸。
可制特種玻璃和合金。
簡介
釔是稀土元素。稀土元素是指鈧、釔和全部鑭系元素。
由於它們在地殼中的含量稀少,
它們的氧化物與氧化鈣等土族元素性質相似,因而得名。
由於稀土元素分佈分散,往往雜亂成礦,
再加上它們性質彼此很相似,所以發現、分離以及分析它們都比較困難。
釔和另一稀土元素鈰是稀土元素中在地殼中含量較大的兩種元素,因而它們在稀土元素中首先被發現。
歐洲北部斯堪的納維亞半島上的挪威和瑞典是稀土元素礦物比較豐富的產地,因而這兩種元素在這個地區最先被發現。
發現者
發現過程:1794年,
芬蘭的加德林從瑞典的小鎮伊特比所產的黑石裡發現釔土。
釔的拉丁名稱yttrium和元素符號是Y正是從瑞典首都
斯德哥爾摩附近的一個小鎮乙特比(Ytterby)的名稱而來。
因為釔是從這個小鎮上的一種黑色礦石中發現的。
1794年芬蘭礦物學家、化學家加多林分析了這塊礦石,
發現其中含有一種當時不知道的新金屬氧化物,
它的性質部分與氧化鈣相似,部分與氧化鋁相似,
就把這種新金屬的氧化物稱為釔土。
釔和鈰的氧化物以及其他稀土元素氧化物和土族元素的氧化物一樣很難還原。
直到1875年希爾布郎德利用電解熔融的鈰的氧化物,獲得金屬鈰。
這是今天取得稀土元素金屬的一種普遍的方法。
它們的發現不僅僅是發現了它們的本身,而且帶來了其他稀土元素的發現。
其他稀土元素的發現是從這兩個元素的發現開始的。
釔和鈰的發現僅僅是打開了發現稀土元素的第一道大門,是發現稀土元素的第一階段。
歷史故事
在1787年, Karl Arrhenius碰到了一塊不同尋常的黑色石頭,
在Ytterby的一個老採石場,臨近斯德哥爾摩(瑞典)。
他以為自己發現了一種新的鎢礦石,
然後把樣本交到了住在芬蘭的Johan
Gadolin。
在1794年,Gadolin宣佈它包含一種新的“泥土”,
構成了其重量的百分之38。
它被稱為“泥土”是因為它是氧化釔,
Y2O3,在將其用木炭加熱後也沒能進一步還原。
這種金屬自身是在1828年由Friedrich
Wöhler獨立出來的,由氯化釔和鉀反應制得。
然而,釔中還藏著其它的元素。
在1843年,Carl
Mosander更加徹底的研究氧化釔,發現它由三種氧化物組成:
氧化釔,是白色的;氧化鋱,是黃色的;還有氧化鉺,是玫瑰紅色的。
來源
由氟化釔YF2·XH2O用鈣還原而制得。
用途
用途:釔鋁石榴石Y3Al5O12用作鐳射材料,釔鐵石榴石Y3Fe5O12用於微波技術及聲能換送,
摻銪的釩酸釔YVO4:Eu及摻銪的氧化釔Y2O3:Eu用作彩色電視機的螢光粉。
金屬釔在合金方面用作鋼鐵精煉劑、變質劑等。
化合物
【中文名稱】氧化釔 【英文名稱】yttrium oxide;yttria
【密度】5.01 g/cm^3
【熔點(℃)】2410
【性狀】:白色略帶黃色粉末 【
溶解情況】:不溶于水和堿,溶於酸。
【用途】:氧化釔可制特種玻璃及陶瓷,並用作催化劑。
主要用作製造微波用磁性材料和軍工用重要材料
(單晶;釔鐵柘榴石、釔鋁柘榴石等複合氧化物),
也用作光學玻璃、陶瓷材料添加劑、
大螢幕電視用高亮度螢光粉和其他顯像管塗料。
還用於製造薄膜電容器和特種耐火材料,
以及高壓水銀燈、鐳射、儲存元件等的磁泡材料。
【製備或來源】:分解褐釔鈮礦所得的混合稀土溶液經萃取、酸溶、再萃取、直接濃縮、灼燒而得。
【其他】:置空氣中易吸收二氧化碳和水。
【侵入途徑】:
吸入,食入,皮膚及眼睛接觸
【健康危害】:
刺激眼睛;動物試驗證明可損害肝、肺功能
釔礦石
化學組成:(Y,Ce)CaF2O,其成分中的Ca(鈣)部分被稀土金屬(元素)Y釔置換
鑒定特徵:可以從它的立方晶形,八面解理,玻璃光澤和多彩多姿的
釔螢石
顏色中,予以鑒定。
它的硬度比長石低,但比方解石高,
可以用小刀刮損,遇鹽酸不起氟泡。
在火焰試驗中,可以產生鈣的紅色火焰。
在閉管中加入二硫酸鉀(Potassium Disulphate)熱之,
可產生氟酸,將試管壁腐蝕;
同時在試管壁較上方的冷處,
產生一種白色的氧化矽沉澱成因產狀:
主要形成於熱液作用。
有時可聚集成為獨立螢石脈出現,五色透明的螢石產於花崗偉晶石和螢石脈的晶洞裡著名產地:
世界重要的產地有美國伊利諾斯州nearRosiclare,Illinois、澳大利亞昆士蘭州(Chillagoe)、
英國的Cumberland,Derbyshire、德國的Saxony、瑞士、挪威、墨西哥、加拿大、
俄羅斯和義大利和中國浙江武義,義烏,金華一帶地區等。
名稱來源:Yttro指釔元素;fluorite源於拉丁文“fluere”,意為“流動”,
是由於螢石和其他與其相似的礦物更容易熔化;
Fluorite一字,來自拉丁語,指流動(ToFIow);
這是因為它可以作為助熔劑,使很多高熔點的金屬礦物易於熔化之故。
對人體影響
釔的化合物有一定毒性,釔鹽可能有致癌性,在人體內一般沒有釔。
同位素
在自然界中只有Y-89一種同位素,其它25種已知的同位素都是人造的。
人造同位素中比較穩定的有Y-88(半衰期106.65日)、Y-91(半衰期58.51日)和Y-87(半衰期79.8小時),
其它同位素的半衰期都小於一日。
Y-89以下的同位素的衰變模式主要是電子捕獲,Y-89以上的同位素的主要衰變模式是Β衰變。