ইট্রিয়াম (Y) - বৈশিষ্ট্য, বিক্রিয়া এবং ব্যবহার

ভূমিকা: ইট্রিয়াম কেন গুরুত্বপূর্ণ

ইট্রিয়াম (Y) একটি রূপালী-ধাতব বিরল-মৃত্তিকা মৌল, যদিও রাসায়নিকভাবে এটি একটি সাধারণ সন্ধিগত ধাতু হিসাবে আচরণ করে। এর অনন্য অপটিক্যাল এবং ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্যের কারণে এটি উন্নত পদার্থ বিজ্ঞান এবং ইলেকট্রনিক্সে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এর যৌগগুলি উজ্জ্বল রঙিন ডিসপ্লে থেকে শুরু করে উচ্চ-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টর এবং বিশেষায়িত চিকিৎসা পর্যন্ত বিভিন্ন প্রযুক্তির অবিচ্ছেদ্য অংশ।

CBSE/JEE দ্রুত রিভিশন নোট

• প্রতীক: Y
• পারমাণবিক সংখ্যা: 39
• পারমাণবিক ভর: 88.905 u (বা g/mol)
• শ্রেণী: 3
• পর্যায়: 5
• ব্লক: d-ব্লক মৌল
• শ্রেণীবিন্যাস: সন্ধিগত ধাতু, প্রায়শই বিরল-মৃত্তিকা মৌলগুলির (ল্যান্থানাইড) সাথে শ্রেণীবদ্ধ করা হয় কারণ তাদের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য একই রকম।
• সবচেয়ে সাধারণ জারণ অবস্থা: +3
• যোজ্যতা: 3

ইলেকট্রন বিন্যাস এবং বন্ধন আচরণ

ভূমি অবস্থার ইলেকট্রন বিন্যাস

ইট্রিয়াম (Y) এর ভূমি অবস্থার ইলেকট্রন বিন্যাস হল: $[Kr] 4d^1 5s^2$

আয়নাইজেশন

ইট্রিয়াম সহজেই এর দুটি $5s$ ইলেকট্রন এবং একটি $4d$ ইলেকট্রন হারিয়ে একটি স্থিতিশীল $+3$ জারণ অবস্থা অর্জন করে। এর ফলে Y³⁺ আয়ন তৈরি হয়, যার একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস বিন্যাস ক্রিপ্টন ([Kr]) এর অনুরূপ, যা এটিকে অত্যন্ত স্থিতিশীল করে তোলে।

বন্ধন আচরণ

• আয়নিক বন্ধন: ইট্রিয়াম প্রাথমিকভাবে এর +3 জারণ অবস্থায় আয়নিক যৌগ গঠন করে। Y³⁺ আয়ন অ্যানায়নগুলির সাথে একত্রিত হয়ে স্থিতিশীল লবণ তৈরি করে (যেমন, YCl₃, Y₂O₃)।
• কোঅর্ডিনেশন রসায়ন: Y³⁺ আয়ন লুইস অ্যাসিড হিসাবে কাজ করতে পারে, বিভিন্ন লিগ্যান্ডের সাথে কোঅর্ডিনেশন কমপ্লেক্স তৈরি করে।

গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক বিক্রিয়া

1. বায়ু/অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া

ইট্রিয়াম বায়ুতে ধীরে ধীরে কলঙ্কিত হয়, একটি প্রতিরক্ষামূলক ইট্রিয়াম অক্সাইডের স্তর তৈরি করে। এটি উচ্চ তাপমাত্রায় অক্সিজেনে সহজেই জ্বলে।

$4Y(s) + 3O_2(g) \xrightarrow\{\Delta\} 2Y_2O_3(s)$ (ইট্রিয়াম অক্সাইড বা ইট্রিয়া)

2. জলের সাথে বিক্রিয়া

ইট্রিয়াম ঠান্ডা জলের সাথে ধীরে ধীরে এবং গরম জলের সাথে দ্রুত বিক্রিয়া করে ইট্রিয়াম হাইড্রক্সাইড এবং হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে।

$2Y(s) + 6H_2O(l) \xrightarrow\{\} 2Y(OH)_3(aq) + 3H_2(g)$

3. অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া

ইট্রিয়াম সহজেই শক্তিশালী খনিজ অ্যাসিডে দ্রবীভূত হয়, ইট্রিয়াম(III) লবণ এবং হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে।

$2Y(s) + 6HCl(aq) \xrightarrow\{\} 2YCl_3(aq) + 3H_2(g)$ (ইট্রিয়াম ক্লোরাইড)

4. হ্যালোজেনগুলির সাথে বিক্রিয়া

ইট্রিয়াম হ্যালোজেনগুলির সাথে বিক্রিয়া করে ট্রাইহ্যালাইড গঠন করে।

$2Y(s) + 3Cl_2(g) \xrightarrow\{\} 2YCl_3(s)$ (ইট্রিয়াম ক্লোরাইড)

শিল্প এবং জৈবিক গুরুত্ব

শিল্প গুরুত্ব

• ফসফর: ইট্রিয়াম অক্সাইড (Y₂O₃) এবং ইট্রিয়াম ভ্যানাডেট (YVO₄), ইউরোপিয়াম দ্বারা ডোপ করা, পুরনো CRT টেলিভিশন এবং আধুনিক LED আলোতে রঙ সংশোধনের জন্য লাল ফসফর হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
• লেজার: ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গার্নেট (YAG) স্ফটিক ($Y_3Al_5O_\{12\}$), বিশেষ করে নিওডাইমিয়াম (Nd:YAG লেজার) বা আরবিয়াম (Er:YAG লেজার) দ্বারা ডোপ করাগুলি, শিল্প, চিকিৎসা এবং বৈজ্ঞানিক প্রয়োগের জন্য উচ্চ-ক্ষমতার লেজারের গুরুত্বপূর্ণ উপাদান।
• সুপারকন্ডাক্টর: ইট্রিয়াম বেরিয়াম কপার অক্সাইড (YBCO, $YBa_2Cu_3O_7$), যা “1-2-3” সুপারকন্ডাক্টর নামে পরিচিত, একটি উচ্চ-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টর যার শক্তি সঞ্চালন এবং চৌম্বকীয় ভাস্কর্যতে সম্ভাব্য প্রয়োগ রয়েছে।
• সিরামিক: ইট্রিয়া-স্থিতিশীল জিরকোনিয়া (YSZ) একটি উচ্চ-শক্তির, উচ্চ-তাপমাত্রার সিরামিক যা ডেন্টাল ইমপ্লান্ট, অক্সিজেন সেন্সর এবং সলিড অক্সাইড ফুয়েল সেলে ব্যবহৃত হয়।
• সংকর ধাতু: অল্প পরিমাণে ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম সংকর ধাতুর শক্তি এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়াতে পারে।
• অনুঘটন: ইট্রিয়াম যৌগগুলি বিভিন্ন রাসায়নিক প্রক্রিয়ায় অনুঘটক হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

জৈবিক গুরুত্ব

• রেডিওথেরাপি: রেডিওআইসোটোপ ইট্রিয়াম-90 ($^\{90\}Y$) নির্দিষ্ট কিছু ক্যান্সার, যেমন লিভার ক্যান্সার এবং নন-হজকিন লিম্ফোমা, এর লক্ষ্যযুক্ত অভ্যন্তরীণ রেডিয়েশন থেরাপিতে এবং ডায়াগনস্টিক ইমেজিংয়ে ব্যবহৃত হয়।
• দন্তচিকিৎসা: ইট্রিয়া-স্থিতিশীল জিরকোনিয়া (YSZ) স্থায়িত্বপূর্ণ এবং নান্দনিক ডেন্টাল ক্রাউন, ব্রিজ এবং ইমপ্লান্ট তৈরির জন্য দন্তচিকিৎসায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
• মানুষ বা অন্যান্য জীবের মধ্যে ইট্রিয়ামের কোনো পরিচিত জৈবিক ভূমিকা নেই। যদিও মৌলিক ইট্রিয়ামের বিষাক্ততা কম, তবে এর যৌগগুলি সাবধানে ব্যবহার করা উচিত।