היסוד איטריום התגלה בסוף המאה ה-18. עם זאת, רק בעשורים האחרונים מתכת כסופה רכה זו מצאה יישום נרחב בתחומים שונים: כימיה, פיזיקה, טכנולוגיית מחשבים, אנרגיה, רפואה ואחרים. נוסחה אלקטרונית של איטריום (אטום): Y - 1s 2 2s 2 2p 6 3s2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 1 5s 2.
עובדות
מספר אטומי (מספר הפרוטונים בגרעין): 39.
סמל אטומי (בטבלה המחזורית של היסודות): Y.
מסה אטומית: 88, 906.
מאפיינים: איטריום נמס ב-2772 מעלות פרנהייט (1522 מעלות צלזיוס); נקודת רתיחה - 6053 F (3345 מעלות צלזיוס). צפיפות המתכת היא 4.47 גרם לסנטימטר מעוקב. בטמפרטורת החדר, הוא במצב מוצק. באוויר הוא מכוסה בסרט מגן תחמוצת. במים רותחים, חמצן מתחמצן, הוא מגיב עם חומצות מינרליות, אצטית. כאשר הוא מחומם, הוא יכול לקיים אינטראקציה עם אלמנטים כגון הלוגנים, מימן, חנקן,גופרית וזרחן.
Description
היסוד הכימי איטריום בטבלה המחזורית הוא בין מתכות המעבר. הם מתאפיינים בחוזק ובו זמנית בגמישות, כך שחלקם, כמו נחושת וניקל, נמצאים בשימוש נרחב לתיל. חוטי ומוטות איטריום משמשים גם בייצור אלקטרוניקה ואנרגיה סולארית. איטריום משמש גם בלייזרים, קרמיקה, עדשות מצלמה ועוד עשרות פריטים.
היסוד הכימי איטריום הוא גם אחד מיסודות כדור הארץ הנדירים. למרות השם הזה, הם רבים למדי ברחבי העולם. ישנם 17 ידועים בסך הכל.
עם זאת, לעתים נדירות נעשה שימוש באיטריום בפני עצמו. בדרך כלל, הוא משמש ליצירת תרכובות כגון איטריום, בריום ותחמוצת נחושת. הודות לכך, נפתח שלב חדש של מחקר על מוליכות-על בטמפרטורה גבוהה. איטריום מתווסף גם לסגסוגות מתכת כדי לשפר את עמידות בפני קורוזיה וחמצון.
היסטוריה
בשנת 1787, סגן צבא שוודי וכימאי במשרה חלקית בשם קרל אקסל ארניוס גילה סלע שחור יוצא דופן בזמן שחקר מחצבה ליד איטרבי, עיירה קטנה ליד בירת שוודיה, שטוקהולם. לאחר שחשב שגילה מינרל חדש המכיל טונגסטן, שלח Arrhenius דגימה ליוהאן גדולין, מינרלוג וכימאי פיני, לניתוח.
גדולין בודד את היסוד הכימי איטריום במינרל שנקרא מאוחר יותר על שמוגדוליניט. שמה של המתכת החדשה, בהתאמה, הגיע מאיטרבי, מקום גילויה.
בשנת 1843, כימאי שוודי בשם קרל גוסטב מוסנדר בדק דגימות של איטריום ומצא שהן מכילות שלוש תחמוצות. באותה תקופה הם נקראו איטריום, ארביום וטרביום. אלה ידועים כיום בשם תחמוצת איטריום לבנה, תחמוצת טרביום צהובה ותחמוצת ארביום ורודה, בהתאמה. תחמוצת רביעית, תחמוצת איטרביום, זוהתה בשנת 1878.
מקורות
למרות שהיסוד הכימי איטריום התגלה בסקנדינביה, הוא נמצא הרבה יותר בשפע במדינות אחרות. סין, רוסיה, הודו, מלזיה ואוסטרליה הן היצרניות המובילות שלה. באפריל 2018, מדענים גילו מרבץ עצום של מתכות אדמה נדירות, כולל איטריום, על אי יפני קטן בשם Minamitori.
ניתן למצוא אותו בין רוב המינרלים הנדירים של כדור הארץ, אבל הוא מעולם לא נמצא בקרום כדור הארץ כיסוד עצמאי. גוף האדם מכיל גם את היסוד הזה בכמויות זעירות, לרוב מרוכזות בכבד, בכליות ובעצמות.
השתמש
לפני עידן הטלוויזיות עם מסך שטוח, היו להן שפופרות קרן קתודיות גדולות שהקרינו את התמונה על מסך. תחמוצת איטריום מסוממת בארופיום סיפקה את הצבע האדום.
הוא גם מתווסף לתחמוצת זירקוניום (זירקוניום דו חמצני) כדי לקבל סגסוגת המייצבת את מבנה הגביש של האחרון, המשתנה בדרך כלל תחתטמפרטורה.
נופכים סינתטיים עשויים מקומפוזיט איטריום-אלומיניום נמכרו בכמויות גדולות בשנות ה-70, אך בסופו של דבר הם פינו את מקומם לזירקוניום. כיום, הם משמשים כגבישים המגבירים את האור בלייזרים תעשייתיים. בנוסף, הם משמשים עבור מסנני מיקרוגל, כמו גם בטכנולוגיית מכ ם ותקשורת.
היסוד הכימי איטריום נמצא בשימוש נרחב לייצור זרחן. הם מצאו שימוש בטלפונים סלולריים ומסכים גדולים, כמו גם מנורות פלורסנט (לינאריות וקומפקטיות).
האיזוטופ הרדיואקטיבי איטריום-90 משמש בטיפול בקרינה לטיפול בסרטן.
מחקר מתמשך
איטריום קל וזול יותר לעבודה מאשר אלמנטים רבים אחרים, על פי מדענים. לדוגמה, חוקרים משתמשים בו במקום פלטינה יקרה הרבה יותר לפיתוח תאי דלק. מדענים מאוניברסיטת צ'אלמרס לטכנולוגיה והאוניברסיטה הטכנית של דנמרק משתמשים בו יחד עם מתכות נדירות אחרות בצורת ננו-חלקיקים, מה שיכול יום אחד לבטל את הצורך בדלק מאובנים ולשפר את היעילות של מכוניות המונעות על ידי סוללות.
המחקר על מוליכות-על מבוססת איטריום נמשך ברחבי העולם. פריצות דרך נעשות, במיוחד, בתחום הדמיית תהודה מגנטית (MRI). הפיזיקאי פול צ'ו וצוותו מאוניברסיטת יוסטון גילו שתרכובת של איטריום, בריום ותחמוצת נחושת (הידועה בשם איטריום-123) יכולה לתרוםמוליכות-על בערך מינוס 300 מעלות פרנהייט (מינוס 184.4 מעלות צלזיוס). הם יצרו חומר שניתן לקרר בעזרת חנקן נוזלי, מה שיוזיל מאוד את העלות של יישומים עתידיים של מוליכות-על. עם זאת, השימושים הפוטנציאליים שלו עדיין לא נחקרו במלואם.
