Yttrium
| Yttrium | |
| Atomsymbol | Y |
| Ordnungszahl | 39 |
| Relative Atommasse | 88,90584 |
| Aggregatzustand | fest |
| Schmelzpunkt | 1526 °C |
| Siedepunkt | 2930 °C |
| Elementkategorie | Übergangsmetall |
Yttrium (nach der schwedischen Ortschaft Ytterby) ist ein zu den Übergangsmetallen sowie zur Gruppe der sogenannten seltenen Erdmetalle gehörendes chemisches Element.
Inhaltsverzeichnis
Eigenschaften
Es handelt sich bei Yttrium um ein silberweißes, dehnbares, weitgehend luftbeständiges Metall, das in seinen chemischen Eigenschaften dem Aluminium ähnlich ist. Es bildet zwei allotrope Modifikationen aus, das α-Yttrium und das β-Yttrium. In seinen Verbindungen geht es ausschließlich die Oxidationsstufe +III ein.
Yttrium ist an der Luft beständig, weil es durch eine Oxidschicht passiviert wird. Es ist ein sehr unedles, stark elektropositives Metall und ein starkes Reduktionsmittel. An feuchter Luft oxidiert es, oberhalb von 500 °C entzündet es sich und verbrennt mit rötlicher Flamme. In Wasser reagiert Yttrium nur langsam, in Mineralsäuren und auch in organischen Säuren löst es sich unter Salzbildung.
Geschichte
Im Jahre 1794 wurde Yttrium von dem finnischen Chemiker Johan Gadolin bei der Untersuchung des Minerals Ytterbit, in Form des Oxids, entdeckt. Er nannte das Oxid Ytterbia und das darin vermutete Metall dementsprechend Yttrium. Der deutsche Chemiker Friedrich Wöhler gewann 1824 das Metall, allerdings in stark verunreinigter Form durch Reduktion des Trichlorids mit Kalium. 11 Jahre später wurde das reine Metall durch die Chemiker West und Hopkins gewonnen, und im Jahre 1842 gelang es dem schwedischen Chemiker Carl Gustav Mosander, das Yttrium von den Begleitelementen Erbium und Terbium zu trennen.
Vorkommen
Das in der Natur relativ häufig vorkommende Yttrium und steht an 32. Stelle der Elementhäufigkeit. Das Element ist Hauptbestandteil der Yttriumerden und Bestandteil der Mineralien Gadolinit, Thalenit, Xenotim, Euxenit, Samarskit, Betafit u. a. Zur Herstellung metallischen Yttriums verwendet man als Ausgangsmaterial das Trifluorid, das im technischen Maßstab aus Xenotimsand und anderen yttriumhaltigen Erzen gewonnen wird.
Verwendung
Yttrium findet breite technische Anwendung in Form bestimmter Yttriumverbindungen. In der Kerntechnik wird es für gezogene Rohre zur Aufnahme von Uranstäben verwendet, wobei zugleich weitere günstige physikalische Eigenschaften, wie Schwerschmelzbarkeit, geringe Dichte, Korrosionsfestigkeit und Nichtverschmelzbarkeit mit Uran genutzt werden. Yttrium kommt auch als Desoxidans für Vanadium und weitere Nichteisenmetalle zum Einsatz. Yttriumzusätze verbessern zudem die Festigkeit von Aluminium- und Magnesiumlegierungen. Verbindungen des Typs YAG („Yttrium aluminium garnet“) dienen als Lasermaterial. YAG ist sehr hart und wird daher auch oft als künstlicher Diamant zur Herstellung von Schmuck verwendet.
Keramische Werkstoffe aus Barium, Yttrium und Kupferoxid zeigen bereits bei Temperaturen von -173 °C Supraleitfähigkeit und dienen daher zur Herstellung sogenannter Hochtemperatur-Supraleiter.
