釔

目錄: 1、概述; 2、性質(zhì); 3、同位素; 4、危害性; 5、發(fā)現(xiàn); 6、來(lái)源及用途; 7、氧化釔; 8、釔穩(wěn)定氧化鋯; 9、釔螢石; 10、晶體結(jié)構(gòu)

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概述

釔是一種銀色的具有金屬光澤的稀土金屬，密度4.4689克/厘米3，熔點(diǎn)1522℃，沸點(diǎn)3338℃，第一電離能6.38電子伏特,一般釔的氧化價(jià)為+3價(jià)。與熱水能起反應(yīng)，易溶于稀酸，它在空氣中相當(dāng)穩(wěn)定，化學(xué)上它的特性與鑭相似。釔的碎屑在空氣中在攝氏400度以上可以自燃，它的粉末在空氣中很不穩(wěn)定。在核吸收的過(guò)程中它的中截面很小。

釔是稀土元素。稀土元素是指鈧、釔和全部鑭系元素。由于它們?cè)诘貧ぶ械暮肯∩伲鼈兊难趸锱c氧化鈣等土族元素性質(zhì)相似，因而得名。由于稀土元素分布分散，往往雜亂成礦，再加上它們性質(zhì)彼此很相似，所以發(fā)現(xiàn)、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?cè)谙⊥猎刂惺紫缺话l(fā)現(xiàn)。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(chǎn)地，因而這兩種元素在這個(gè)地區(qū)最先被發(fā)現(xiàn)。

性質(zhì)

總體特性

中文名稱(chēng) 釔

英文名稱(chēng) Yttrium

元素符號(hào) Y

原子序號(hào)39

相對(duì)原子質(zhì)量(12C = 12.0000) 88.90585

系列過(guò)渡金屬

元素分區(qū) d

所屬周期：5

所屬族數(shù)：IIIB

密度、硬度 4472 kg/m3、無(wú)數(shù)據(jù)

顏色和外表銀白色

地殼含量 3×10-3 %

原子屬性

原子半徑(計(jì)算值) 180(212)pm

共價(jià)半徑 162 pm

范德華半徑無(wú)數(shù)據(jù)

價(jià)電子排布 [氪]4d15s2

電子在每能級(jí)的排布 2，8，18，9，2

氧化價(jià)(氧化物) 3(弱堿性)

晶體結(jié)構(gòu) 六方密排晶格

晶胞參數(shù)：

a = 364.74 pm

b = 364.74 pm

c = 573.06 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

電子構(gòu)型: 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d1 5s2

離子半徑/Å: 0.9

物理屬性

磷釔礦是一種磷酸鹽礦物

物質(zhì)狀態(tài) 固態(tài)

熔點(diǎn) 1799 K(1526 °C)

沸點(diǎn) 3609 K(3336 °C)

摩爾體積19.88×10-6m3/mol

汽化熱 363 kJ/mol

熔化熱 11.4 kJ/mol

蒸氣壓 5.31 帕(1799K)

聲速 3300m/s(293.15K)

其他性質(zhì)

電負(fù)性 1.22(鮑林標(biāo)度)

比熱 300 J/(kg•K)

電導(dǎo)率 1.66×106/(米歐姆)

熱導(dǎo)率 17.2 W/(m•K)

第一電離能 600 kJ/mol

第二電離能 1180 kJ/mol

第三電離能 1980 kJ/mol

第四電離能 5847 kJ/mol

第五電離能 7430 kJ/mol

第六電離能 8970 kJ/mol

第七電離能 11190 kJ/mol

第八電離能 12450 kJ/mol

第九電離能 14110 kJ/mol

第十電離能 18400 kJ/mol

同位素豐度半衰期衰變模式衰變能量MeV 衰變產(chǎn)物

89Y 100 % 穩(wěn)定

地質(zhì)數(shù)據(jù)

太陽(yáng)(相對(duì)于 H=1×1012): 125

海水中/p.p.m.：9 × 10-6

地殼/p.p.m.: 30

人體中含量

肝/p.p.m.: < 0.01

肌肉/p.p.m.: 0.02

血/mg dm-3 : 0.0047

日攝入量/mg: 0.016

骨/p.p.m.: 0.07

人(70Kg)均體內(nèi)總量/mg: 0.6

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(wěn)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(shí))，其它同位素的半衰期都小于一日。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。

危害性

釔的化合物有一定毒性,釔鹽有可能有致癌作用。在人體內(nèi)一般沒(méi)有釔。

發(fā)現(xiàn)

精品青銅釔

發(fā)現(xiàn)人：加德林

發(fā)現(xiàn)年代：1794年

發(fā)現(xiàn)過(guò)程：1794年，芬蘭的加德林從瑞典的小鎮(zhèn)伊特比所產(chǎn)的黑石里發(fā)現(xiàn)釔土。1788年，一位以研究化學(xué)和礦物學(xué)、收集礦石的業(yè)余愛(ài)好者瑞典軍官卡爾·阿雷尼烏斯(Karl Arrhenius)在斯德哥爾摩灣外的伊特必村(Ytterby)，發(fā)現(xiàn)了外觀象瀝青和煤一樣的黑色礦物，按當(dāng)?shù)氐牡孛麨橐撂乇氐V(Ytterbite)。1794年芬蘭礦物學(xué)家、化學(xué)家約翰·加多林分析了這種伊特必礦樣品。發(fā)現(xiàn)其中除鈹、硅、鐵的氧化物外，還含有38%的未知元素的氧化物棗"新土"，它的性質(zhì)部分與氧化鈣相似，部分與氧化鋁相似。1797年，瑞典化學(xué)家埃克貝格(Anders Gustaf Ekeberg)確認(rèn)了這種"新土"，命名為釔土(Yttria,釔的氧化物之意)。釔的拉丁名稱(chēng)yttrium和元素符號(hào)是Y正是從瑞典首都斯德哥爾摩附近的一個(gè)小鎮(zhèn)乙特比(Ytterby)的名稱(chēng)而來(lái)。因?yàn)獒愂菑倪@個(gè)小鎮(zhèn)上的一種黑色礦石中發(fā)現(xiàn)的。

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(fā)現(xiàn)不僅僅是發(fā)現(xiàn)了它們的本身，而且?guī)?lái)了其他稀土元素的發(fā)現(xiàn)。其他稀土元素的發(fā)現(xiàn)是從這兩個(gè)元素的發(fā)現(xiàn)開(kāi)始的。釔和鈰的發(fā)現(xiàn)僅僅是打開(kāi)了發(fā)現(xiàn)稀土元素的第一道大門(mén)，是發(fā)現(xiàn)稀土元素的第一階段。

來(lái)源及用途

來(lái)源：可由氟化釔YF2•XH2O用鈣還原而制得。

用途：

氧化釔

釔是一種用途廣泛的金屬，主要用途有:

1，鋼鐵及有色合金的添加劑。FeCr合金通常含0.5-4%釔，釔能夠增強(qiáng)這些不銹鋼的抗氧化性和延展性;MB26合金中添加適量的富釔混合稀土后，合金的綜合性能得到明顯的改善，可以替代部分中強(qiáng)鋁合金用于飛機(jī)的受力構(gòu)件上;在Al-Zr合金中加入少量富釔稀土，可提高合金導(dǎo)電率;該合金已為國(guó)內(nèi)大多數(shù)電線廠采用;在銅合金中加入釔，提高了導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度。

2，含釔6%和鋁2%的氮化硅陶瓷材料，可用來(lái)研制發(fā)動(dòng)機(jī)部件。

3，釔鋁石榴石Y3Al5O12用作激光材料，用功率400瓦的釹釔鋁石榴石激光束來(lái)對(duì)大型構(gòu)件進(jìn)行鉆孔、切削和焊接等機(jī)械加工。

4，由Y-Al石榴石單晶片構(gòu)成的電子顯微鏡熒光屏，熒光亮度高，對(duì)散射光的吸收低，抗高和抗機(jī)械磨損性能好。

5，含釔達(dá)90%的高釔結(jié)構(gòu)合金，可以應(yīng)用于航空和其它要求低密度和高熔點(diǎn)的場(chǎng)合。

6，目前倍受人們關(guān)注的摻釔SrZrO3高質(zhì)子傳導(dǎo)材料，對(duì)燃料電池、電解池和要求氫溶解度高的氣敏元件的生產(chǎn)具有重要的意義。

7、釔鐵石榴石Y3Fe5O12用于微波技術(shù)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(jī)的熒光粉。氧化釔可制特種玻璃及陶瓷，并用作催化劑。

8、此外，釔還用于耐高噴涂材料、原子能反應(yīng)堆燃料的稀釋劑、永磁材料添加劑以及電子工業(yè)中作吸氣劑等。

氧化釔

【中文名稱(chēng)】氧化釔

【英文名稱(chēng)】yttrium oxide;yttria

【密度】5.01 g/cm3

【熔點(diǎn)(℃)】2410

【性狀】：白色略帶黃色粉末

【溶解情況】：不溶于水和堿，溶于酸。

【用途】：主要用作制造微波用磁性材料和軍工用重要材料(單晶;釔鐵柘榴石、釔鋁柘榴石等復(fù)合氧化物)，也用作光學(xué)玻璃、陶瓷材料添加劑、大屏幕電視用高亮度熒光粉和其他顯像管涂料。還用于制造薄膜電容器和特種耐火材料，以及高壓水銀燈、激光、儲(chǔ)存元件等的磁泡材料。

釔穩(wěn)定氧化鋯

【制備或來(lái)源】：分解褐釔鈮礦所得的混合稀土溶液經(jīng)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。

【接觸限值】：美國(guó)TWA：1mg/m3，ACGIH 英國(guó)TWA：1mg/m3 英國(guó)STEL：3mg/m3 德國(guó)MAK：5mg/m3 測(cè)定：濾器收集，酸解吸，原子吸收法分析

【侵入途徑】：吸入，食入，皮膚及眼睛接觸

【健康危害】：刺激眼睛;動(dòng)物試驗(yàn)證明可損害肝、肺功能

【接觸處理】：

皮膚接觸：用肥皂、水沖洗

眼睛接觸：用水沖洗

吸入：將患者移至新鮮空氣處，施行人工呼吸，就醫(yī)

食入：給飲大量水，催吐(昏迷患者除外)

【防護(hù)措施】：呼吸系統(tǒng)防護(hù)：選用適當(dāng)?shù)暮粑?/p>

眼睛防護(hù)：戴防化鏡和面罩

防護(hù)服：穿戴清潔完好的防護(hù)用具

其他：配備應(yīng)急眼藥水;定期對(duì)眼、肺進(jìn)行檢查

釔螢石

礦物概述

釔螢石

化學(xué)組成：(Y，Ce)CaF2O，其成分中的Ca部分被稀土金屬(元素)Y釔置換;

鑒定特征：可以從它的立方晶形，八面解理，玻璃光澤和多彩多姿的顏色中，予以鑒定。它的硬度比長(zhǎng)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(yàn)中，可以產(chǎn)生鈣的紅色火焰。在閉管中加入二硫酸鉀(Potassium Disulphate)熱之，可產(chǎn)生氟酸，將試管壁腐蝕;同時(shí)在試管壁較上方的冷處，產(chǎn)生一種白色的氧化硅沉淀;

成因產(chǎn)狀：主要形成于熱液作用。有時(shí)可聚集成為獨(dú)立螢石脈出現(xiàn)，五色透明的螢石產(chǎn)于花崗偉晶石和螢石脈的晶洞里;

著名產(chǎn)地：世界重要的產(chǎn)地有美國(guó)伊利諾斯州nearRosiclare,Illinois、澳大利亞昆士蘭州(Chillagoe)、英國(guó)的Cumberland，Derbyshire、德國(guó)的Saxony、瑞士、挪威、墨西哥、加拿大、俄羅斯和意大利和中國(guó)浙江武義，義烏，金華一帶地區(qū)等。

名稱(chēng)來(lái)源：Yttro指釔元素;fluorite源于拉丁文“fluere”，意為“流動(dòng)”，是由于螢石和其他與其相似的礦物更容易熔化;Fluorite一字，來(lái)自拉丁語(yǔ)，指流動(dòng)(ToFIow);這是因?yàn)樗梢宰鳛橹蹌购芏喔呷埸c(diǎn)的金屬礦物易于熔化之故;