الإتريوم Yttrium – الخواص الفيزيائية والكيميائية للإتريوم

ما هو عنصر الإتريوم Yttrium؟

– الإتريوم Yttrium هو عنصر من عناصر الجدول الدوري: العدد الذري = 39 ، العدد الكتلي = 89

– الرمز الكيميائي لعنصر الإتريوم يرمز له بالرمز: ⁸⁹Y₃₉

– التوزيع الإلكتروني له: Kr]₃₆ 5s², 4d¹]

– الإتريوم Yttrium عنصر معدني يرافق عناصر الأتربة النادرة في الطبيعة.

– هو ذو لون رمادي غامق وقابل للاشتعال عندما يكون مسحوقاً.

– لا يتآكل بسهولة.

– الجدول التالي يوضح الخواص العامة لعنصر الإتريوم كما يلي:

اكتشافه ووجوده في الطبيعة Discovery of Yttrium

– اكتشف بواسطة الكيميائي الفنلندي يوهان جادولين (Gadonlin) وهو كيميائي أسكتلندي سنة 1794م، ولكن لم يتم عزله حتى عام 1828م.

– اشتق اسمه من أيتربي Ytterby وهي مدينة بالسويد.

– في عام 1828م، أصبح الكيميائي الألماني فريدريش فولر أول شخص يقوم بتنقية الإتريـوم. لقد فعل ذلك عن طريق استخراجه من مركب كلوريد الإتريـوم. كما كان أول من استخرج معادن البريليوم والتيتانيوم من خاماتهم.

– ومنذ ذلك الحين تم العثور على مركبات أخرى من الإتريوم في الخضروات، بما في ذلك الملفوف، وفي بذور النباتات الخشبية.

– احتوت عينات الصخور التي أعادها رواد الفضاء من القمر في بعثات أبولو التابعة لناسا على مستويات أعلى من الإيتريوم مقارنة بالصخور الموجودة على الأرض.

– لا يوجد هذا العنصر أبدًا في شكل نقي في الطبيعة، ولكن توجد آثار صغيرة منه في العديد من المعادن، بما في ذلك الزينوتيم Xenotime (يحتوي هذا المعدن على كميات ضئيلة من اليورانيوم المشع) والمونازيت Monazite (معدن بني محمر يحتوي على حوالي 2٪ الإتريوم)

– يعتبر الإتريوم من العناصر النادرة في الطبيعة ومع ذلك فأنه أكثر انتشاراً في قشرة الأرض من الفضة بمقدار 400 مرة.

– بالإضافة إلى ذلك فأن الإتريـوم يوجد في مناجم الانثانيدات الثقيلة على شكل الزينوتيم Xenotime وفي مناجم الجادولينيت.

طرق تحضير الإتريوم Preparation of Yttrium

يحضر الإتريوم باختزاله مع كلوريده بالليثيوم:

YCl₃ + 3Li → Y + 3LiC

الخواص الكيميائية لعنصر الإتريوم Chemical properties of Yttrium

(1) التفاعل مع الأكسجين

– يتفاعل الإتريوم مع الأكسجين بالتسخين كما بالمعادلة الآتية:

2Y + 3/2O₂ → Y₂O₃

(2) التفاعل مع الهالوجينات

– كما يحترق الإيتريوم بالتسخين مع الهالوجينات مكوناً الهاليدات كما بالمعادلة الآتية:

2Y + 3X₂ → 2YX₃

(3) التفاعل مع الهيدروجين

– يتفاعل الإتريوم مع الهيدروجين ليعطي المركبات ذات الصيغة YH₂ جيدة التوصيل كما يمكن أن نحصل على الهيدريد YH₃ الأكثر ثباتاً.

(4) التفاعل مع الكربون

يتفاعل الإيتريوم مع الكربون بالتسخين مكوناً كربيدات كما بالمعادلة الآتية:

Y + 2C → YC₂

استخدامات الإتريوم Uses of Yttrium

(1) يستخدم معدن الإتريوم في صناعة الطائرات لخفته.

(2) ضآلة درجة تفاعله مع النيترونات تعطيه أهمية كبيرة في التكنيك الذري لبناء المفاعلات الذرية.

(3) كما يستخدم أكسيد الإتريـوم في صناعة الآلات الحاسبة والأدمغة الإلكترونية.

(4) في مصابيح LED ، يحول الإيتريوم الضوء الأزرق إلى ألوان أخرى.

(5) تستخدم العديد من أجهزة الليزر مزيجًا اصطناعيًا من الإيتريوم والألمنيوم داخل بلورة غنية بالسيليكون تسمى garnet ويمكنه قطع المعادن.

(6) يستخدم ليزر الإيتريوم القوي في علاج بعض التهابات الجلد، وكذلك من قبل أطباء الأسنان أثناء جراحة الأسنان.

(7) بالإضافة إلى ذلك الشكل الإشعاعي لهذا العنصر له تطبيقات طبية مثل علاج السرطان.

(8) يضاف الإيتريوم إلى الزجاج في عدسة الكاميرا لجعلها صلبة غير قابلة للكسر.

(9) تُستخدم مركبات الإيتريوم أيضًا في الموصلات الفائقة Superconductors وهي المواد التي توصل الكهرباء بسهولة عند تبريدها إلى درجات حرارة منخفضة جدًا.

(10) كما تستخدم مركبة ناسا الفضائية ليزر الإتريوم لرسم خريطة لسطح الكويكبات في الفضاء.

 

المراجع: دراسة كيميائية تحليلية مفصلة لعناصر الجدول الدوري / الأستاذ الدكتور حسن بوزيّان أستاذ بقسم الكيمياء بالمدرسة العليا للأساتذة / الجزء الأول / أبريل 2017 / الجزائر.