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Yttrium



Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Yttrium, Y, 39
Serie Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block 3, 5, d
Aussehen silbrig weiß
Massenanteil an der Erdhülle 3 · 10-3 %
Atomar
Atommasse 88,90585 u
Atomradius (berechnet) 180 (212) pm
Kovalenter Radius 162 pm
Van-der-Waals-Radius - pm
Elektronenkonfiguration [Kr]4d15s2
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 9, 2
1. Ionisierungsenergie 600 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1180 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 1980 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Modifikationen -
Kristallstruktur hexagonal
Dichte 4,472 g/cm3
Mohshärte 2,5
Magnetismus -
Schmelzpunkt 1799 K (1526 °C)
Siedepunkt 3609 K (3336 °C)
Molares Volumen 19,88 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme 363 kJ/mol
Schmelzwärme 11,4 kJ/mol
Dampfdruck

5,31 Pa bei 1799 K

Schallgeschwindigkeit 3300 m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 300 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 1,66 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit 17,2 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände 3
Oxide (Basizität) Y2O3 (schwach basisch)
Normalpotential -2,372 V (Y3+ + 3e- → Y)
Elektronegativität 1,22 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
87Y

{syn.}

79,8 h ε 1,862 87Sr
88Y

{syn.}

106,65 d ε 3,623 88Sr
89Y

100 %

Stabil
90Y

{syn.}

64,10 h β- 2,282 90Zr
91Y

{syn.}

58,51 d β- 1,544 91Zr
NMR-Eigenschaften
  Spin γ in
rad·T−1·s−1
E fL bei
B = 4,7 T
in MHz
89Y -1/2 1,311 · 107 0,000118 9,8
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung
Pulver
R- und S-Sätze R: 11[1]
S: 7/9-16-33 [1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.


Yttrium [ˈʏtriʊm] ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Y und der Ordnungszahl 39. Das silbern glänzende Übergangsmetall zählt aufgrund seiner Elektronenkonfiguration zu den Seltenerdmetallen. Yttrium ist nach dem ersten Fundort, der Grube Ytterby bei Stockholm, benannt, wie auch Ytterbium, Terbium und Erbium.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Yttrium (von Ytterby, Grube in der Nähe der schwedischen Hauptstadt Stockholm) wurde 1794 von Johan Gadolin im Mineral Ytterbit entdeckt. 1824 stellte Friedrich Wöhler verunreinigtes Yttrium durch Reduktion von Yttriumchlorid mit Kalium her. Erst 1842 gelang Carl Gustav Mosander die Trennung des Yttriums von den Begleitelementen Erbium und Terbium.

Vorkommen

Yttrium kommt in der Natur nicht im elementaren Zustand vor. Yttriumhaltige Mineralien (Yttererden) sind immer verschwistert mit anderen Seltenerdmetallen. Auch in Uranerzen kann es enthalten sein. Kommerziell abbauwürdig sind Monazitsande mit bis zu 3 % Yttrium sowie Bastnäsit mit 0,2 % Yttrium. Weiterhin ist es der Hauptbestandteil des Xenotim (Y[PO4]).

Gewinnung und Darstellung

Das aufkonzentrierte Yttriumoxid wird umgesetzt zum Fluorid. Die anschließende Reduktion zum Metall erfolgt mit Calcium im Vakuuminduktionsofen.

Eigenschaften

 

Yttrium ist an der Luft relativ beständig, dunkelt dabei aber unter Lichteinfluss nach. Bei Temperaturen oberhalb von 400 °C können sich frische Schnittstellen entzünden. Fein verteiltes Yttrium ist relativ unbeständig. Yttrium hat einen niedrigen Einfangquerschnitt für Neutronen.

In seinen Verbindungen ist es meist dreiwertig. Es gibt jedoch auch Clusterverbindungen, in denen Yttrium Oxidationsstufen <3 annehmen kann.

Verwendung

Metallisches Yttrium wird in der Reaktortechnik für Rohre verwendet. Eine Yttrium-Cobalt-Legierung kann als Permanentmagnet genutzt werden. In der Metallurgie werden geringe Yttriumzusätze zur Kornfeinung eingesetzt, zum Beispiel in Eisen-Chrom-Aluminium-Heizleiterlegierungen, Chrom-, Molybdän-, Titan- und Zirconiumlegierungen. In Aluminium- und Magnesiumlegierungen wirkt es festigkeitssteigernd. Technisch wichtiger sind die oxidischen Yttriumverbindungen:

Die wichtigste Verwendung der Yttriumoxide und Yttriumoxidsulfide sind jedoch die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten in mit dreiwertigem Europium (rot) und Thulium (blau) dotierten Luminophoren (Leuchtstoffen) in Fernsehbildröhren, Leuchtstofflampen und Radarröhren.

Des Weiteren werden Yttriumkeramiken eingesetzt in:

  • Lambda-Sonden
  • Supraleitern (z. B. Yttrium-Barium-Kupferoxid)
  • ODS-Legierungen

Als reiner Beta-Strahler wird 90Yttrium in der Nuklearmedizin zur Therapie eingesetzt, zum Beispiel zur Radiosynoviorthese.

Biologie

Yttrium gilt als nicht essentiell und giftig (MAK-Wert = 5mg/m³)

Verbindungen

Quellen

  1. a b BGIA-Gestis Gefahrstoffdatenbank
  • WebElements.com - Yttrium
  • Periodensystem für den Schulgebrauch, chemie-master.de - Yttrium
  • EnvironmentalChemistry.com - Yttrium
  • Abbildung in der Elementansammlung von Pniok.de
 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Yttrium aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
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