اتريوم

Yttrium - Yttrium

الإتريوم

يُمن الأتاسي

وجوده واستحصاله

خواصه الكيميائية وأهم مرّكباته

استعمالاته

الإتريوم Yttrium عنصر كيميائي من مجموعة المعادن الانتقالية، رمزه Y، وعدده الذري 39، يقع في الدور الخامس من الجدول الدوري تحت عنصر الإسكنديوم، وله التشكيل الإلكتروني 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹. وهو شديد الشبه في خواصه بعناصر الأتربة النادرة rare earth elements اكتشفه العالم كارل أكسل أرينوس Carl Axel Arrhenius عام 1787 في السويد. والنظير المستقر (غير المشع) يكوّن %100 من الإتريوم في الطبيعة.

الشكل (1) الجدول الدوري

وجوده واستحصاله

يكوِّن الإتريوم في القشرة الأرضية 31 جزءاً في المليون. وهذا ما يجعل منه العنصر الثامن والعشرين في الوفرة فيها، ويصادف في معظم فلزات المعادن الترابية النادرة مثل الكزينوتايم xenotime؛ وهو الذي يضمّ %60 من الإتريوم.

استحصَل ڤوهلر Friedrich Wöhler معدن الإتريوم أول مرّة عام 1828 عندما سخّن كلوريد الإتريوم (III) اللامائي مع البوتاسيوم.

YCl₃+ 3K → 3KCl + Y

ومن طرائق الحصول على الإتريوم إذابة الأكسيد في حمض الكبريت ثمّ فصل الإتريوم بطريقة الاستشراب اللوني بالتبادل الشاردي ion exchange chromatography. في حين تؤدي إضافة حمض الحمّاض (الأكزاليك) إلى ترسّب حمّاضات (أوكزالات) الإتريوم الإيوني. تتحوّل الحمّاضات إلى أكسيد بالتسخين بوجود الأكسجين. وبمفاعلة أكسيد الإتريوم مع فلوريد الهدروجين يتشكّل فلوريد الإتريوم YF₃. ثم يرجع فلوريد الإتريوم بخلائط الكلسيوم والمغنزيوم عند درجة الحرارة 1600 °س، ويحصل على إتريوم مصهور.

الإتريوم معدن لين لونه فضي. درجة انصهاره 1526°س، وكتلته الحجمية 4,472 (غ/سم3)، بنيته البلورية سداسية، وله خواص مغنطيسية مسايرة (طردية) paramagnetism. وناقليته الحرارية 17.2W.m^-1.K^-1.

خواصه الكيميائية وأهم مرّكباته

يمتاز الإتريوم مثل عناصر الأتربة النادرة بدرجة أكسدة + 3. ومن أهم مرّكباته أكسيد الإتريوم Y₂O₃ المعروف باسم الإتريا yttria، وهو مركّب سداسي الإسناد، لونه أبيض. أما حماضات الإتريوم وفلوريد الإتريوم وهدروكسيده فغير قابلة للذوبان بالماء، في حين أنّ بروميد الإتريوم وكلوريده ويوديده ونتراته وكبريتاته ذوابة بالماء. محلول إيونات (شوارد) Y³⁺ لا لون لها لغياب إلكترونات في الطبقات الفرعية d وf.

لا يتأثر الإتريوم النقي بالهواء؛ بسبب تشكّل غشاء واقٍ من أكسيد الإتريوم Y₂O₃ (تخميل passivation). وبصورة عامة تشبه كيمياء الإتريوم إلى حدّ بعيد كيمياء اللانتانيدات (زمرة اللانتايوم).

استعمالاته

الإتريوم أحد العناصر التي تدخل في توليد اللون الأحمر في شاشات التلفاز الملون؛ إذ إن الإتريوم يكوّن القاعدة matrix لضروب فسفور phosphors الأوربيوم (الإتريوم المهيَّج)، وعندما تهيّج هذه الفسفورات بالإلكترونات تصدر ضوءاً أحمر صافياً. كما يُستَعمل معدناً تُطلى به المساري في شمعات الاحتراق العالية الأداء.

يُستعمل الإتريوم في تحضير العديد من أنواع العقيق الاصطناعي synthetic garnets. منها عقيق الحديد إتريوم Y₃Fe₅O₁₉ الذي يستعمل مرشّحاً في مجال الأمواج المكروية، كما يستفاد منه - كغيره من ضروب العقيق - في الرادارات وفي أجهزة الاتصالات. وعقيق الألمنيوم إتريوم Y₃Al₅O₁₉ الذي يمتاز بقساوة 8,5 وهو يُستعمل حجراً كريماً عوضاً عن الألماس، وفي آلات القطع والحفر، ويستعمل وسط ضخّ في الليزرات تحت الحمراء.

تُستعمل كميات صغيرة من الإتريوم (0,1% إلى 0,2%) لتصغير قياس حبيبات الكروم والمولبدنوم والتيتانوم والزركونيوم، كما يُستَعمل في زيادة متانة خلائط الألمنيوم والمغنزيوم. تُحسّن إضافة الإتريوم إلى الخلائط قابلية شغلها، وتزيد مقاومتها للأكسدة عند درجات الحرارة العالية.

وتُستعمل الإتريا مادة مضافة لتسهيل التلبيد sintering عند إنتاج نتريد السليكون المسامي، كما تُستعمل مركّبات الإتريوم محفزات في بلمرة الإتيلين.

تُستعمل الزركونيا المستقرة بالإتريوم على أنها كهرليت صلب وحسّاس للأكسجين في أنظمة عوادم السيارات.

يُستعمل الإتريوم في تحضير مادة فائقة الناقلية، هي أكسيد النحاس والباريوم والإتريوم YBa₂Cu₃O₇ التي تصبح فائقة الناقلية تحت درجة الحرارة 93 كلفانيه.

ويُستَعمل النظير المشع الإتريوم - 90 في تحضير مركّبات مضادة للعديد من أنواع السرطان

مراجع للاستزادة: - F.A. Cotton et al., Advanced Inorganic Chemistry, Wiley - Interscience Publication, 1999. - Dictionary of Scientific and Technical Terms, McGraw - Hill, 1989. - Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Wiley- Interscience Publication, 1995.

---

- التصنيف : الكيمياء اللاعضوية - النوع : الكيمياء اللاعضوية - المجلد : المجلد الأول - رقم الصفحة ضمن المجلد : 61 مشاركة :