釔(化學元素)

釔，化學符號Y。它是第一個被發現的稀土金屬元素，是一種灰黑色金屬，有延展性。與熱水能起反應，易溶於稀酸。可制特種玻璃和合金。

基本介紹

• 中文名：釔
• 外文名：Yttrium
• 化學符號：Y
• 相對原子質量：89
• 原子序數：39
• 元素類型：金屬元素
• 熔點：1522℃
• 沸點：3338℃
• 發現年代：1794年
• 發現者：加多林

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。由於稀土元素分布分散，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。

釔

工業上生產的釔的純度一般不小於93.4%,其主要雜質是其他稀土元素,含量:3.8%,鈣1.6%;鐵0.05%;銅0.1%;鉭或鎢1%。也可生產純度不小於99.8%或更純的釔。高純釔中的主要雜質仍是稀土元素。

詳細信息

元素名稱：釔

釔塊

元素符號：Y氧化態：+3價

釔

相對密度：4.689

原子體積：(立方厘米/摩爾)： 19.8

電子層排布： 2-8-18-9-2

晶體結構：晶胞為六方晶胞。

分布

釔在地殼中的含量約為2.8× %，是稀土元素中含量最豐富的元素之一，只要存在於矽鈹釔礦、黑稀土礦和磷釔礦中，也存在於獨居石和 氟碳廢礦中。釔還存在於核裂變產物中，自然界中存在的釔全部為穩定同位素釔89。主要分布在中國、美國、澳大利亞、印度、馬來西亞和巴西等國家，其中40%以上集中分布在我國。

發現歷史

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宣布它包含一種新的“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。

釔

這種金屬自身是在1828年由Friedrich Wöhler獨立出來的，由氯化釔和鉀反應製得。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。

用途

釔在工業中用途很廣，它可用作釔磷光體使電視螢幕產生紅色彩，還用於某些射線的濾波器、超導體和超合金及特種玻璃。釔耐高溫和耐腐蝕，可作核燃料的包殼材料。釔與多種氨羧配合劑能生成穩定的螯合物；含釹的釔鋁石榴石是優良的雷射材料，釔鐵石榴石是優良的雷射材料，釔鐵石榴石和釔鋁石榴石是新型磁性材料。

相關化合物

氧化釔

【英文名稱】yttrium oxide；yttria

【密度】5.01 g/cm³

【熔點】2410℃

【性狀】白色略帶黃色粉末

【溶解情況】不溶於水和鹼，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、雷射、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。

【接觸限值】

美國TWA：1mg/m³

英國TWA：1mg/m³

英國STEL：3mg/m³

德國MAK：5mg/m³

【測定】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；動物試驗證明可損害肝、肺功能

釔礦石

【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

食入： 給飲大量水，催吐(昏迷患者除外)

【防護措施】：呼吸系統防護： 選用適當的呼吸器

眼睛防護： 戴防化鏡和面罩

防護服： 穿戴清潔完好的防護用具

其他： 配備應急眼藥水；定期對眼、肺進行檢查

釔螢石

概述

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

鑑定特徵：可以從它的立方晶形，八面解理，玻璃光澤和多彩多姿的顏色中，予以鑑定。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

釔螢石

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。

晶體結構：

晶系和空間群：等軸晶系，O5h—Fm3m

晶胞參數：a0=5.46埃，z=4

物理性質

硬度：4

比重：3.18g/cm^3

解理：平行111完全

顏色：無色或白色

條痕：白色

透明度：透明至半透明

光澤：半玻璃光澤

其他：性脆，顯螢光性，色散低，對紅外線，紫外線透射能力強。

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。

我國發展現狀

我國二代釔系高溫超導電纜項目已經在天津開始建設，新型矽酸釔魯晶體的研製已經獲得成功；摻釹氧化鑭釔雷射透明陶瓷研究取得重大突破。