39 Y Yttrium
Atommasse:
88,90585
Fase (ved 25 °C):
Fast
Smeltepunkt:
1526 °C / 1799 K
Kokepunkt:
3345 °C / 3618 K
Vis flere fakta
Gruppe:
3
Periode:
5
Blokk:
d
Elektronkonfigurasjon:
[Kr]5s<sup>2</sup>4d<sup>1</sup>
Elektronegativitet:
1,22
Tetthet (ved 25 °C):
4,469 g/cm³
Vis færre fakta

Yttrium

Yttrium er ikke et av de vanligste grunnstoffene. Likevel er det mulig du finner grunnstoffet hjemme i stua. Rødfargen i gammeldagse TV-apparater lages nemlig ofte ved hjelp av en forbindelse av yttrium, vanadium og oksygen. Dette er en halvleder og for å få de ønskede egenskapene er materialet i tillegg tilsatt små mengder europium. Vi sier halvlederen er dopet med europium.

Yttrium er et mykt sølv-hvitt metall som tilhører gruppen som kalles sjeldne jordartsmetaller. Men som flere av de andre grunnstoffene i denne gruppen er yttrium ikke et sjeldent grunnstoff. Det finnes i jordskorpa 400 ganger så mye yttrium som det finnes sølv.

Anvendelser

Levitasjon: Hvis YBCO avkjøles til under 90 K, vil magneter sveve over.
Foto: Jonathan Polfus, KI, UiO.

Yttriumforbindelser har en rekke anvendelser og noen spesielle yttriumoksider har kanskje vært viktigst for oss i dagliglivet. To slike oksider har nemlig lenge blitt benyttet til å gi rød farge i gammeldagse farge-TV´er; YVO4 dopet med Eu og Y2O2S dopet med Eu.

Fargene i TV-apparatet er basert på et stort antall bittesmå klustere av fosforer - stoffer som gir farge. Hver kluster består av tre slike fosforer som kan sende ut rødt, blått eller grønt lys. Fosforen som gir rødt lys er enten laget av et yttriumoksisulfid, Y2O2S, dopa med Eu, eller dette yttriumvanadiumoksidet, nevnt over, også dopa med Eu. Fosforen som gir grønn farge består av lantanoksisulfid dopa med Tb mens den som gir blåfarge består av ZnS som inneholder sølv og aluminium.

I billedrøret sendes elektroner mot punkter på skjermen. Dersom dette punktet skal være rødt, vil elektroner med en bestemt energi føre til at elektroner i yttriumatomene eksiteres. Elektronene absorberer derved energien til elektronene som kommer inn. Når elektroner som er eksitert faller tilbake overføres denne energien til europiumionene som i neste omgang sender ut rødt lys.

En annen viktig klasse oksider kalles granater. Disse ganske kompliserte oksidene inneholder i tillegg til yttrium jern, aluminium, og/eller gadolinium. Y3Fe5O12 og Y3Al5O12 har interessante magnetiske egenskaper. Y3Fe5O12 benyttes i tillegg til å lage mikrobølger i radarer og i mikrobølgeovner, mens yttrium-aluminium-granaten, som ofte forkortes YAG, har en hardhet som gjør den anvendbar som slipemiddel. Flotte smykkestener lages også av dette oksidet. Disse ser ut som diamant, og kalles ofte simulert diamant.

Dopes YAG med cerium kan det resulterende materialet benyttes til å lage LED (lys-emiterende dioder) med hvitt lys. Dopes YAG med Nd eller Er får man på den annen side et materiale egnet for infrarøde lasere. Den elektroniske oppbygningen til materialet påvirkes av atomtypen som benyttes i dopingen og man kan således i noen grad skreddersy materialer med egenskaper ønskelig for en gitt anvendelse.

Yttrium benyttes også i flere legeringer av ulike årsaker:

  • Yttrium gjør råjern mer formbart.
  • Mens de fleste metaller og legeringer leder varme godt, så finnes det en legering av yttrium, krom og aluminium som leder varme dårlig.
  • Spesielt korrosjonsbestandige legeringer som benyttes i jetmotorer og turbiner består av Y, Zr, Cr, Co og Al.

I kroppen

Yttrium har ingen kjent biologisk virkning, men vi finner yttrium i kroppen uansett. Brystmelk inneholder for eksempel målbare mengder.

Løselige yttriumsalter er moderat giftige, mens de uløselige sees på som ufarlige.

Den radioaktive isotopen 90Y benyttes til å behandle kreft.

Navn

Yttrium er oppkalt etter Ytterby i Sverige.

Historie

Gadolinitt, Be2FeY2Si2O10, fra Hidra.
Foto: Per Aas, Naturhistorisk museum, UiO.

Den finske kjemikeren Johan Gadolin som jobbet ved Universitetet i Åbo på slutten av 1700-tallet har fått et grunnstoff oppkalt etter seg; gadolinium. Men det var ikke han som oppdaget dette grunnstoffet. Istedet oppdaget han yttrium.

Historien starter med en løytnant i militæret, Karl Axel Arrhenius, som i 1787 fant en merkelig svart stein nær Ytterby i Sverige. Gadolin mottok en prøve som han fant inneholdt av en ny ´jordart´. Oksider som ikke kunne reduseres til metall med kull, den vanlige metoden på de tider, ble kalt jordarter. Han kalte dette mineralet yttria etter funnstedet.

Metallet ble først isolert 41 år senere, i 1828, av Friedrich Wöhler som varmet yttriumklorid med kalium og fikk dannet kaliumklorid og metallisk yttrium.

Mineralet som Gadolin utvant yttria fra, ble døpt gadolinitt. Dette silikat-mineralet viste seg å inneholde flere andre grunnstoffet. Beryllium ble oppdaget i det samme oksidet i Paris 4 år senere. Enda litt senere, i 1843, ble yttriumoksidet studert i detalj av Carl Gustav Mosander. Han fant at prøven i tillegg til det hvite yttriumoksidet inneholdt gult terbiumoksid og rødfarget erbiumoksid. De to nye grunnstoffene fikk også navn fra Ytterby; erbium og terbium.

Forekomst

Xenotim, YPO4 fra
Foto: Per Aas, Naturhistorisk museum, UiO.

Yttrium finnes i mange bergarter og mineraler. En av de viktigere er xenotim som i hovedsak er et yttriumfosfat. Så mye som 50 % av denne malmen utgjøres av denne yttriumforbindelsen.

Som for lantanoidene finnes Y i mineralene monazitt og bastnäsitt. Disse er derfor beskrevet generelt under lantanoidene. Monazitt inneholder typisk 2,5 % Y.