ИТТРИЙ (от назв. селения Иттербю, Ytterby в Швеции; лат. Yttrium) Y, химический элемент III гр. периодической системы; атомный номер 39, атомная масса 88,9059; относится к редкоземельным элементам. Прир. ИТТРИЙ состоит из одного стабильного изотопа ⁸⁹Y. Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 1,5* 10 ^{- 28} м². Конфигурация внешний электронных оболочек 4d¹5s²; степень окисления +3; энергия ионизации при последоват. переходе от Y⁰ к Y³⁺ соответственно 6,2171, 12,24 и 20,52 эВ; атомный радиус 0,181 нм; ионный радиус (в скобках указаны координац. числа) Y³⁺ 0,104 нм (6), 0,110 нм (7), 0,116 нм (8), 0,122 нм (9). Содержание ИТТРИЙ в земной коре 2,0 * 10 ^{- 3}% по массе, в морской воде - 3 * 10 ^{- 4} мг/л. Вместе с другими РЗЭ содержится в минералах ксенотиме, фергюсоните, эвксените, гадолините, браннерите, иттропаризите, иттрофлюорите, талените, иттриалите и др. Осн. пром. типы месторождений ИТТРИЙ: россыпи, содержащие ксенотим, эвксенит и фергюсонит, гранитные пегматиты с ксенотимом и титано-тантало-ниобатами ИТТРИЙ, а также гидротермальные месторождения, связанные с субщелочными гранитоидами и содержащие ксенотим и иттропаризит. Кроме того, ИТТРИЙ может быть получен попутно при переработке некоторых руд U (золото-браннеритовые конгломераты, урансодержащие фосфориты, каменные и бурые угли), Th (ксенотим-ферриторитовые месторождения), Nb и Та (фергюсонитовые, эвксенитовые, самарскитовые руды). Благодаря большим масштабам переработки апатитового сырья, источниками ИТТРИЙ можно считать апатиты, несмотря на низкое содержание в них ИТТРИЙ Общие запасы Y₂O₃ (без социалистич. стран) составляют 34,6 тысяч т. Главнейшие месторождения ИТТРИЙ расположены в КНР, СССР, США, Канаде, Австралии, Индии, Малайзии, Бразилии. ИТТРИЙ - металл светло-серого цвета; до 1482°С устойчива a -форма: решетка гексагональная типа Mg, a = 0,36474 нм, с = 0,57306 нм, z = 2, пространств. группа P6₃/mmc; рентгеновская плотность 4,472 г/см³, измеренная - 4,45 г/см³. Выше 1482 °С устойчива р-форма: решетка кубическая типа a -Fe, а = 0,408 нм, z = 2, пространств. группа Im3m; D H⁰ перехода a : b 4,98 кДж/моль. Температура плавления 1528°С, температура кипения около 3320 °С; С⁰_p 26,52 Дж/(моль * К); D H⁰_пл 11,32 кДж/моль, D H⁰_возг 423,0 кДж/моль; S⁰₂₉₈ 44,43 Дж/(моль * К); давление пара 6,15 * 10 ^{- 2} Па (1700 К); температурный коэффициент линейного расширения 1,08 * 10 ^{- 5} К ^{- 1}; r 6,5 * 10 ^{- 7} Ом * м; парамагнитен, магн. восприимчивость +2,15 * 10 ^{- 6} (292 К), 2,43 * 10 ^{- 6} (90 К); твердость по Бринеллю 628 МПа; модуль упругости 66 ГПа; модуль сдвига 264 ГПа; коэффициент Пуассона 0,265; коэффициент сжимаемости 26,8 * 10 ^{- 7} см²/кг. Легко поддается механические обработке. ИТТРИЙ куют и прокатывают до лент толщиной 0,05 мм на холоду с промежуточные отжигом в вакууме при 900-1000 °С. На воздухе ИТТРИЙ покрывается тонкой устойчивой пленкой оксидов, при 370-425 °С образуется черная плотно пристающая оксидная пленка; интенсивное окисление начинается выше 760 °С. Компактный металл медленно окисляется кислородом воздуха в кипящей воде, легко реагирует с минеральных кислотами и медленно с уксусной кислотой, относительно инертен к фтористоводородной кислоте. ИТТРИЙ взаимодействие с Н₂ при 315-1540°С, образуя гидриды различные состава. При 760 °С соединяется с N₂, давая нитрид YN, при нагревании реагирует также с галогенами, С, S, Р. Ниже приводятся сведения о наиболее важных соединений ИТТРИЙ Оксид (сесквиоксид) Y₂О₃ - бесцветные кристаллы; при обычном давлении существует в двух кристаллич. модификациях: с кубич. решеткой типа Тl₂О₃ (а = 1,061 нм, z = 16, пространств. группа Iа3) и с гексагональной (а = 0,381 нм, с = 0,609 нм, z = 1, пространств. группа ); температура полиморфного перехода 2277 °С, D H⁰ перехода около 54 кДж/моль; при 3,5 МПа и 550 °С образуется моноклинная модификация; температура плавления 2430 °С, температура кипения около 4300 °С; измеренная плотность 4,85 г/см³, рентгеновская - 5,02; С⁰_p 102,5 Дж/(моль * К); D H⁰_обр -1905 кДж/моль, D H⁰_пл 83 кДж/моль; S⁰₂₉₈ 99,16 Дж/(моль * К); практически не растворим в воде; растворим в минеральных кислотах. Получают оксид разложением нитрата, оксалата, карбоната или др. соединение ИТТРИЙ на воздухе, обычно при 800-1000 °С. Оксид ИТТРИЙ - компонент спец. стекол для оптический приборов, жаропрочной и прозрачной керамики, дисперсионно упрочненных жаропрочных сплавов на основе Ni и Zr, стабилизатор ZrO₂. Оксид ИТТРИЙ, активированный Еu, - красный люминофор для экранов цветного телевидения. Его используют также для получения иттрий-железных и др. иттриевых гранатов (см. Гранаты синтетические), оксисульфида и ортованадата ИТТРИЙ Иттрий-бариевая керамика (оксокупрат ИТТРИЙ, бария состава YBa₂Cu₃O₇__x) - высокотемпературный сверхпроводящий материал с температурой перехода в сверхпроводящее состояние ~ 90-100 К; при х = 0,31 кристаллизуется в ромбич. сингонии (а = 0,38829 нм, b = 0,38223 нм, с = 1,1690 нм, пространств. группа Рттт); получают спеканием Y₂O₃, BaO и СuО при 950-1100 °С в атмосфере О₂, методами криохимический технологии и др. Трифторид YF₃ - бесцветные кристаллы; существует в двух модификациях: с ромбич. решеткой типа Fe₃C (a = 0,6367 нм, b = 0,6859 нм, с = 0,4394 нм, z = 4, пространств. группа Рпта; рентгеновская плотность 5,069 г/см³) до 1077°С и гексагональной (а = 0,412 нм, с = 0,423 нм, z = 1, пространств. группа Р3т1) выше 1077 °С; температура плавления 1155°С, температура кипения 2230 °С; С⁰_p 94,9 Дж/(моль * К); D H⁰_обр -1718 кДж/моль; S⁰₂₉₈ 100 Дж/(моль * К); образует кристаллогидраты. Получают гидраты осаждением из растворов солей ИТТРИЙ при действии фтористоводородной кислоты, безводную соль обезвоживанием гидратов, взаимодействие Y₂O₃ с газообразным HF или F₂, разложением фтораммонийных комплексов при 400-500 °С. Используют при получении ИТТРИЙ металлотермодинамически способом; Li[YF₄], легированный Но, - лазерный материал. Трихлорид YCl₃ - бесцв. гигроскопичные кристаллы с моноклинной решеткой типа АlСl₃ (а = 0,692 нм, b = 1,192 нм, с = 0,644 нм, b = 111,0°, z = 4, пространств. группа С2/m); температура плавления 721 °С, температура кипения 1482 °С; измеренная плотность 2,8 г/см³ (18 °С), рентгеновская 2,61 г/см³; С⁰_p 92,1 Дж/(моль * К); D H⁰_обр -1000 кДж/моль; S⁰₂₉₈ 113 Дж/(моль * К); хорошо растворим в воде; образует кристаллогидраты. Получают взаимодействие смеси Сl₂ и ССl₄ с Y₂O₃ или Y₂(C₂O₄)₃ выше 200 °С, хлорированием ИТТРИЙ выше 100 °С и др. М.б. использован для получения чистого ИТТРИЙ металл отермодинамически способом. Гидроксид Y(OH)₃ - бесцв. творожистый осадок, сильно гидратированный. Образуется при обработке водорастворимых солей ИТТРИЙ щелочами (начинает осаждаться при рН 6,5-7,0). Подвергается старению; в присутствии СО₂ превращаются в гидратированные основные карбонаты ИТТРИЙ Водорастворимые соли ИТТРИЙ - хлорид, нитрат, перхлорат, сульфат, ацетат, формиат и др. при упаривании раствора выделяются в форме кристаллогидратов, например: Y(NO₃)₃ * 6Н₂О, Y₂(SO₄)₃ * 8H₂O. В разбавленый водных растворах соли ИТТРИЙ гидролизуются с образованием основных солей. При прокаливании солей кислородсодержащих кислот они переходят в оксид. Важнейшие комплексные соединения ИТТРИЙ - нитраты, сульфаты, хлориды, фториды, b -дикетонаты и др. Соед. с монодентатными лигандами малоустойчивы и в растворах обычно полностью диссоциируют. Однако полидентатные лиганды (комплексоны, гидроксикислоты, b -дикетоны и др.) образуют с ИТТРИЙ комплексные соединения высокой устойчивости. Координац. число ИТТРИЙ в комплексных соединений с полидентатными лигандами обычно больше шести. В ряду РЗЭ по величине атомного и ионного радиусов ИТТРИЙ занимает место между Тb и Dy. Однако в зависимости от состава и строения комплексных соединений по величине константы устойчивости комплексов ИТТРИЙ иногда "перемещается" в сторону легких РЗЭ и может при разделении образовывать общие фракции даже с Sm. "Перемещение" ИТТРИЙ в ряду РЗЭ с изменением природы лиганда считают перспективным для разработки эффективных методов выделения и очистки ИТТРИЙ из смесей РЗЭ. Соед. ИТТРИЙ извлекают из смесей с соединение др. РЗЭ экстракцией и ионным обменoм. Металлич. ИТТРИЙ получают восстановлением безводных галогенидов ИТТРИЙ литием или кальцием с последующей отгонкой примесей. ИТТРИЙ - легирующая и модифицирующая добавка к чугунам, сталям и сплавам. Его используют при получении высокопрочного чугуна (с шаровидным графитом), нержавеющих и жаростойких хромистых сталей. ИТТРИЙ повышает жаростойкость и жаропрочность сплавов на основе Ni, Co, Cr, Nb и др., увеличивает прочность и пластичность тугоплавких металлов и сплавов на основе W, Hf, Zr, Mo, Та, упрочняет титановые, медные и др. сплавы, входит в состав сплавов на основе Mg и Аl, используемых в авиационной технике. В электронике и радиотехнике сплавы ИТТРИЙ с La, Al, Zr применяют в качестве геттеров. Из тугоплавких и огнеупорных материалов на основе боридов, сульфидов и оксидов ИТТРИЙ изготовляют катоды для мощных генеpаторов. Ортованадат и оксисульфид ИТТРИЙ, активированные Еu, - красные люминофоры для цветного телевидения, оксисульфид, активированный Тb, - люминофор для мед. диагностики, алюминат ИТТРИЙ - лазерный материал. В 1794 Ю. Гадолин выделил из минерала иттербита оксид элемента, который он назвал ИТТРИЙ Однако в 1843 К. Мосандер показал, что этот оксид на самом деле является смесью оксидов Y, Еr и Тb, и выделил из этой смеси Y₂O₃. Металлич. (нечистый) ИТТРИЙ впервые получил Ф. Вёлер в 1828.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей