هــــــــــــدف

ایتریم عنصری با درخشندگی نقره ای متالیک است . این عنصر در سال

1790 توسط دانشمند فللاندی Johann Gadolin کشف گردید .

ایتریم در هوا مشتعل می شود . در سنگهای ماه هم ایتریم وجود دارد .

Ytterby یک روستایی در کشور سوئد در نزدیکی منطقه Vauxholm است.

Ytterby منطقه ای است که دارای معدن شن و ماسه است که در این

معادن عناصر کمیاب و دیگر کانیها یافت می شود. نامهای ایتریم و اربیم و

تربیم از این منطقه گرفته شده است.

منابع تشکیل دهنده ایتریم درنزدیکی همه کانیهای کمیاب یافت می شود.

آنالیزهای نمونه های سنگی در ماه توسط آپولو نشان داده است که در ماه

به نسبت میزان ایتریم بالاست. همچنین این عنصر در کانی مونازیت ماسه

ای حدود 3 درصد وجود دارد و در bastnasite حدود 0.2 درصد موجود می

باشد. Wohler در سال 1828 میزان ناخالص عنصر ایتریم را از واکنش کلرید

آهیدروس با پتاسیم به دست آورد. ترکیب تجاری این عنصر از واکنش فلورید

با فلز کلسیم به دست می آید. این عنصر همچنین از روشهای دیگری نیز به

دست می آید.

ایتریم در هوا عنصر نسبتاً پایداری است. براده های این فلز در هوا قابل

اشتعال هستند اگر درجه حرارت از 400 درجه بیشتر شود.

اکسید ایتریم یکی از مهمترین ترکیبات ایتریم است که کاربرد وسیعی هم در

صنایع دارد. از این عنصر برای نور و رنگ قرمز تیوپ ها ی نوری در تلویزیون

استفاده می شود. از این عنصر برای *****های مایکروویو نیز استفاده می

شود.

ایتریم آهندار، که فرمول آن Y3Fe5O12 است دارای خصوصیات مغناطیسی

هستند. ایتریم آهندار دارای خصوصیات فرستنده و ترانسفورماتور برای انرژی

های صوتی است. این ترکیب دارای سختی 8.5 است که برای مصارف

جواهرسازی کاربرد دارد. مقدار کمی ایتریم می تواند برای کاهش سایز

کروم، مولیبدن، زیرکون و تیتان و برای افزایش استحکام و مقاومت ترکیبات

آلومینیوم و منیزیم کاربرد دارد.

از این فلز برای دی اکسید کردن وانادیم و دیگر فلزات غیر آهنی استفاده می

شود. این فلز همچنین دارای استفاده هسته ای نیز می باشد. یکی از

ایزوتوپهای مهم ایتریم ، ایتریم 90 می باشد که کاربرد هسته ای ایتریم به

این ایزوتوپ برمی گردد. ایتریم برای ساخت قالبهای چدنی نیز کاربرد دارد.

این فلز مثل آهن خاصیت مفتول شدن دارد.

ایتریم همچنین برای سیستمهای لیزری و به عنوان کاتالیزور برای

واکنشهای پلیمریزاسیون اتیلن کاربرد دارد. همچنین برای صنایع سرامیک و

شیشه مورد استفاده قرار می گیرد همچنین اکسید این عنصر دارای نقطه

ذوب بالا و مقاوم در برابر شوک حرارتی است.

ایزوتوپهای طبیعی ایتریم شامل 89Y است. نوزده ایزوتوپ دیگر ناپایدار نیز از

این عنصر وجود دارد.

فلز ایتریم با خلوص 99.9% برای استفاده های تجاری دارای قیمت 75 دلار

در هر اونس است.

عنصر ايتريوم در طبيعت

اثرات ایتریم بر روی سلامتی:

ایتریم یکی از عناصر شیمیایی کمیاب است که در خانه و در وسایلی مانند

تلویزیون رنگی، لامپهای فلورسنت، لامپهای ذخیره انرژی و شیشه یافت می

شود. کلیه عناصر شیمیایی نادر، ویژگیهای تقریبا مشابهی دارند. ایتریم در

طبیعت به ندرت و به مقدار بسیارکم یافت می شود. ایتریم تنها در دو نوع

کانی مختلف یافت می شود.کاربردهای ایتریم در حال افزایش است زیرا

ایتریم برای تویلد کاتالیزورو صیقل دادن شیشه مناسب است.

وجود ایتریم در محیط کار خطرناک است زیرا از طریق هوا استنشاق می

شود. استنشاق طولانی مدت آن سبب ایجاد حباب در ریه می شود. به

علاوه ایتریم سبب سرطان هم می شود و تنفس آن احتمال بروز سرطان

ریه را افزایش می دهد. و در نهایت تجمع ایتریم در بدن برای کبد مضر است.


اثرات ایتریم بر روی محیط زیست:

ایتریم در اثر تولید نفت در محیط زیست و در مکانهای مختلف پراکنده می

شود. به علاوه وقتی لوازم منزل بیرون ریخته می شوند هم ایتریم وارد محیط

زیست می شود. ایتریم به تدریج در خاک تجمع می یابد و در نهایت غلظت آن

در بدن انسان، جانوران و ذرات خاک افزایش می یابد. در جانوران دریایی،

ایتریم باعث آسیب غشای سلولی می شود و روی تولید مثل و عملکرد

سیستم عصبی اثر منفی می گذارد.

ساختار بلوري عنصر ايتريوم

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر ایتریم :

عدد اتمی: 39

جرم اتمی:88.9059

نقطه ذوب : C° 1522

نقطه جوش : C° 3345

شعاع اتمی : Å 2.27

ظرفیت: 3

رنگ: سفید نقره ای

حالت استاندارد: جامد

نام گروه: 3

انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 600

شکل الکترونی: [Kr]5s14d1

شعاع یونی : Å 0.9

الکترونگاتیوی: 1.22

حالت اکسیداسیون: 3

دانسیته: 4.472

گرمای فروپاشی : Kj/mol 11.4

گرمای تبخیر : Kj/mol 363

مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.000000602

گرمای ویژه: J/g Ko 0.3

دوره تناوبی:5

شماره سطح انرژی : 5

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 18

چهارمین انرژی : 9

پنجمین انرژی : 2


ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

Y-86 14.74 ساعت

Y-87 3.35 روز

Y-88 106.6 روز

Y-89 پایدار

Y-90 2.67 روز

Y-90m 3.19 ساعت

Y-91 58.51 روز

Y-91m 49.71 دقیقه

Y-92 3.54 ساعت

Y-93 10.2 ساعت


اشکال دیگر :

دی هیدرید ایتریم YH2 و تری هیدرید ایتریم YH3

اکسید ایتریم Y2O3

کلرید ایتریم YCl3


منابع :

کانی های مونازیت ، زنوتایم و ایتریک


کاربرد :

در تولیدات فسفر ، تولید رنگ قرمز در صفحه تلویزیون ، اکسید آهن و اکسید

ایتریم سازنده بلورهای گارنت هستند . در لنز دوربین های لیزری و تهیه آجر

نسوز به کار می رود .

اسکاندیم فلزی نرم به رنگ سفید- نقره ای است که به دلیل خواص فیزیکی

و شیمیایی ، کمیاب بودن و سختی استخراج آن ، گاهی به عنوان یکی از

فلزات نادر در نظر گرفته می شود .

این عنصر در سال 1879 توسط Lars Nilson دانشمند سوئدی کشف گردید .

در دمای معمولی به صورت ساختار هگزاگونال متبلور می شود . این عنصر در

بسیاری از سنگ های عناصر کمیاب و کانی های تنگستن و اورانیم یافت

می شود.

این عنصر در سال 1878 از کانیهای euxenite و gadolinite توسط نیلسون به

دست آمد. از فرآوری 10 کیلوگرم کانی euxenite و ته نشینی عناصر کمیاب

نیسلون توانست 2 گرم اکسید اسکاندیم عیار بالا به دست آورد.

اسکاندیم در خورشید و ستاره ها بیست و سومین عنصر از نظر فراوانی

است و در پوسته زمین پنجاهمین عنصر از نظر فراوانی می باشد.

این عنصر به صورت گسترده در زمین پراکنده شده است که در بیش از 800

نوع کانی وجود دارد. زمانی بریل به رنگ آبی متمایل باشد علت آن عنصر

اسکاندیم می باشد . این عنصر جز اصلی تشکیل دهنده کانی کمیاب

thortveitite است که این کانی در کشورهای اسکاندیناوی و ماداگاسکار

وجود دارد. همچنین این عنصر به عنوان بازمانده در فرایند استخراج تنگستن

به وجود می آید و به فرمهای زینوالد، ولفرامیت و ویکیت و بازیت می باشد.

بیشترین میزان اسکاندیم به دست آمده از کانی تورتویتیت است و یا از

فراوری کارخانه اورانیوم تولید می شود. اسکندیم فلزی اولین بار در سال

1937 توسط سه دانشمند از الکترولیز ذوب یوتکتیکی عناصر پتاسیم و لیتیم

و کلرید اسکاندیم در دمای 700 تا 800 درجه سانتی گراد به دست آمد.

اسکاندیم با خلوص بالا امروزه از واکنش فلورید اسکاندیم با فلز کلسیم به

دست می آید.

اسکاندیم فلزی به رنگ سفید تا نقره ای است که ممکن است زمانی که در

معرض هوا قرار می گیرد رنگ آن به زرد کمرنگ یا بنفش تغییر پیدا کند. این

عنصر نسبتاً نرم است و شبیه ایتریم و فلزات کمیاب در پوسته زمین مثل

تیتانیم و آلومینیم می باشد. این عنصر فلزی سبک وزن و دارای نقطه ذوب

بالا تر آلومینیم است که برای ساخت بدنه هواپیماها نیز استفاده می شود.

قیمت اکسید اسکانیدم حدود 75 دلار در گرم است.

حدود 20 گرم از اکسید اسکاندیم سالیانه در کشور آمریکا برای استفاده نور

شدت بالا استفاده می شود. ایزوتوپ رادیواکتیو عنصر اسکاندیم 46 برای

ردیابی در پالایشگاههای نفت و گاز استفاده می شود. از ترکیب یدید

اسکاندیم و بخارجیوه برای تولید روشنایی لامپهای خیلی درخشان مثل نور

خورشید استفاده می شود. که از این لامپها برای استفاده های خانگی و

لامپ رنگ تلویزیون در شب استفاده می شود.

اسکانیدم فلز سمی است بنابراین برای استفاده دستی از آن باید دقت

لازم را به عمل آورد.

ساختار بلوري عنصر اسکانديم

اثرات اسکانديم بر سلامتي انسان:

اسکانديم يکي از کمياب ترين مواد شيميايي است که در وسايل خانه مانند

رنگ تلويزيون، لامپهاي فلورسانس، لامپهاي کم مصرف و شيشه ها به کار

ميرود. کليه عناصر شيميايي کمياب داراي خصوصيات مشابه هستند.

اسکانديم به ندرت در طبيعت يافت ميشود و اگر هم در طبيعت پيدا شود،

مقدار بسيار اندک است. اسکانديم در دو نوع کانسنگ متفاوت يافت ميشود.

در حال حاضر استفاده از اسکانديم در حال گسترش است. از اسکانديم به

عنوان کاتاليزور و جلادهنده شيشه استفاده ميشود.

اسکانديم در محيطهاي کاري بسيار خطرناک است. رطوبت و گاز حاصل از

اسکانديم با هوا قابل تنفس است. تنفس گاز اسکانديم براي مدت زمان زياد

سبب انسداد ريه ها ميشود. اگر اسکانديم در بدن انسان تجمع پيدا کند، به

کبد آسيب ميرساند.


تاثيرات زيست محيطي اسکانديم:

اسکانديم در محيطهاي زيادي قرار دارد، به خصوص اسکانديم در صنايع توليد

نفت مورد استفاده قرار ميگيرد. اسکانديم در هنگام استفاده از وسايل

خانگي نيز وارد هوا ميشود. مقدار اسکانديم به تدريج در خاک و آبهايي که

از خاک عبور ميکنند،تجمع مييابد و در نهايت باعث افزايش مقدار اسکانديم

در بدن انسان، جانوران و ذرات خاک ميشود.

در جانوران آبزي اسکانديم باعث آسيب به غشاي سلول ميشود. آسيب

غشا سلول اثرات منفي بر سيستم عصبي دارد.

عنصر اسکانديم در طبيعت

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر اسکاندیم :

عدد اتمی: 21

جرم اتمی: 44.95591

نقطه ذوب :C°1541

نقطه جوش : C°2831

شعاع اتمی: Å 2.09

ظرفیت: 3

رنگ: سفید نقره ای

حالت استاندارد: جامد

نام گروه: 3

انرژی یونیزاسیون: Kj/mol 654

شکل الکترونی: 1s2 2s2p6 3s2p6d1 4s2

شعاع یونی : Å 0.745

الکترونگاتیوی: 1.36

حالت اکسیداسیون: 3

دانسیته: 2.99

گرمای فروپاشی: Kj/mol 14.1

گرمای تبخیر : Kj/mol 314.2

مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.00000055

گرمای ویژه: J/g Ko 0.6

دوره تناوبی:4

شماره سطح انرژی : 4

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 9

چهارمین انرژی : 2


ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

Sc-44 3.92 ساعت

Sc-45 پایدار

Sc-46 83.81 روز

Sc-46m 18.72 ثانیه

Sc-47 3.34 روز

Sc-48 43.67 ساعت

Sc-49 57.3 دقیقه


اشکال دیگر :

تری اکسید اسکاندیم Sc2O3

تری هیدرید اسکاندیم ScH3 و دی هیدرید اسکاندیم ScH2

تری کلرید اسکاندیم ScCl3


منابع :

کانی تورتویتیت و ویکی ، فراورده های استخراج شده از اورانیوم.


کاربرد :

بعنوان ردیاب شکافها،عامل سبز شدن دانه ها و قابل استفاده در صنعت

فضا .


روش شناسایی:

ICP:Inductively Coupled Plasma Spectrography

XRF:X-Ray Fluorescence Spectrometry

ES:Emission Spectrography

NA:Neutron Activation Analysis