ఇట్రియం (Y) - ధర్మాలు, చర్యలు & ఉపయోగాలు

పరిచయం: ఇట్రియం ఎందుకు ముఖ్యం

ఇట్రియం (Y) ఒక వెండి-మెటాలిక్ అరుదైన భూమి మూలకం, అయితే రసాయనికంగా ఇది ఒక సాధారణ పరివర్తన లోహం వలె ప్రవర్తిస్తుంది. దాని ప్రత్యేకమైన ఆప్టికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ ధర్మాల కారణంగా అధునాతన పదార్థ విజ్ఞానం మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో ఇది చాలా కీలకం. ప్రకాశవంతమైన రంగు డిస్‌ప్లేల నుండి అధిక-ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టర్లు మరియు ప్రత్యేక వైద్య చికిత్సల వరకు ఉన్న సాంకేతికతలలో దీని సమ్మేళనాలు అంతర్భాగాలు.

CBSE/JEE త్వరిత పునశ్చరణ నోట్స్

చిహ్నం: Y
పరమాణు సంఖ్య: 39
పరమాణు ద్రవ్యరాశి: 88.905 u (లేదా g/mol)
గ్రూప్: 3
పీరియడ్: 5
బ్లాక్: d-బ్లాక్ మూలకం
వర్గీకరణ: పరివర్తన లోహం, సారూప్య రసాయన ధర్మాల కారణంగా తరచుగా అరుదైన భూమి మూలకాలు (లాంథనైడ్‌లు) తో వర్గీకరించబడుతుంది.
అత్యంత సాధారణ ఆక్సీకరణ స్థితి: +3
వాలెన్సీ: 3

ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం & బంధ ప్రవర్తన

భూస్థాయి ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం

ఇట్రియం (Y) యొక్క భూస్థాయి ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: $[Kr] 4d^1 5s^2$

అయనీకరణం

ఇట్రియం తన రెండు $5s$ ఎలక్ట్రాన్‌లను మరియు ఒకే $4d$ ఎలక్ట్రాన్‌ను సులభంగా కోల్పోయి స్థిరమైన $+3$ ఆక్సీకరణ స్థితిని సాధిస్తుంది. ఇది Y³⁺ అయాన్‌కు దారితీస్తుంది, ఇది క్రిప్టాన్ ([Kr]) మాదిరిగానే ఒక నోబుల్ వాయువు విన్యాసాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది చాలా స్థిరంగా ఉంటుంది.

బంధ ప్రవర్తన

అయానిక బంధం: ఇట్రియం ప్రాథమికంగా దాని +3 ఆక్సీకరణ స్థితిలో అయానిక సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది. Y³⁺ అయాన్ స్థిరమైన లవణాలను (ఉదా., YCl₃, Y₂O₃) ఏర్పరచడానికి అనయాన్‌లతో కలుస్తుంది.
కోఆర్డినేషన్ కెమిస్ట్రీ: Y³⁺ అయాన్‌లు లూయిస్ ఆమ్లాలుగా పనిచేస్తాయి, వివిధ లిగాండ్‌లతో సమన్వయ సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తాయి.

కీలక రసాయన చర్యలు

1. గాలి/ఆక్సిజన్‌తో చర్య

ఇట్రియం గాలిలో నెమ్మదిగా మసకబారుతుంది, ఇట్రియం ఆక్సైడ్ యొక్క రక్షిత పొరను ఏర్పరుస్తుంది. ఇది అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఆక్సిజన్‌లో సులభంగా మండుతుంది.

$4Y(s) + 3O_2(g) \xrightarrow{\Delta} 2Y_2O_3(s)$ (ఇట్రియం ఆక్సైడ్ లేదా ఇట్రియా)

2. నీటితో చర్య

ఇట్రియం చల్లని నీటితో నెమ్మదిగా మరియు వేడి నీటితో వేగంగా చర్య జరిపి ఇట్రియం హైడ్రాక్సైడ్ మరియు హైడ్రోజన్ వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

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

3. ఆమ్లాలతో చర్య

ఇట్రియం బలమైన ఖనిజ ఆమ్లాలలో సులభంగా కరిగి, ఇట్రియం(III) లవణాలను మరియు హైడ్రోజన్ వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

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

4. హాలోజన్‌లతో చర్య

ఇట్రియం హాలోజన్‌లతో చర్య జరిపి ట్రైహాలైడ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది.

$2Y(s) + 3Cl_2(g) \xrightarrow{} 2YCl_3(s)$ (ఇట్రియం క్లోరైడ్)

పారిశ్రామిక మరియు జీవ ప్రాముఖ్యత

పారిశ్రామిక ప్రాముఖ్యత

భాస్వరాళ్ళు (Phosphors): ఇట్రియం ఆక్సైడ్ (Y₂O₃) మరియు ఇట్రియం వనాడేట్ (YVO₄), యూరోపియంతో డోప్ చేయబడి, పాత CRT టెలివిజన్‌లలో మరియు ఆధునిక LED లైటింగ్‌లో రంగు దిద్దుబాటు కోసం ఎరుపు భాస్వరాళ్ళుగా ఉపయోగించబడతాయి.
లేజర్‌లు: ఇట్రియం అల్యూమినియం గార్నెట్ (YAG) స్ఫటికాలు ($Y_3Al_5O_{12}$), ముఖ్యంగా నియోడిమియం (Nd:YAG లేజర్‌లు) లేదా ఎర్బియం (Er:YAG లేజర్‌లు) తో డోప్ చేయబడినవి, పారిశ్రామిక, వైద్య మరియు శాస్త్రీయ అనువర్తనాల కోసం అధిక-శక్తి లేజర్‌లలో కీలక భాగాలు.
సూపర్‌కండక్టర్లు: ఇట్రియం బేరియం కాపర్ ఆక్సైడ్ (YBCO, $YBa_2Cu_3O_7$), “1-2-3” సూపర్‌కండక్టర్‌గా ప్రసిద్ధి చెందింది, ఇది విద్యుత్ ప్రసారం మరియు అయస్కాంత లేవిటేషన్‌లో సంభావ్య అనువర్తనాలతో కూడిన అధిక-ఉష్ణోగ్రత సూపర్‌కండక్టర్.
సిరామిక్స్: ఇట్రియా-స్టెబిలైజ్డ్ జిర్కోనియా (YSZ) అనేది దంత ఇంప్లాంట్లు, ఆక్సిజన్ సెన్సార్‌లు మరియు ఘన ఆక్సైడ్ ఇంధన కణాలలో ఉపయోగించబడే అధిక-శక్తి, అధిక-ఉష్ణోగ్రత సిరామిక్.
మిశ్రమాలు: తక్కువ మొత్తంలో ఇట్రియం అల్యూమినియం మరియు మెగ్నీషియం మిశ్రమాల బలాన్ని మరియు తుప్పు నిరోధకతను పెంచుతుంది.
ఉత్ప్రేరణ: ఇట్రియం సమ్మేళనాలు వివిధ రసాయన ప్రక్రియలలో ఉత్ప్రేరకాలుగా ఉపయోగించబడతాయి.

జీవ ప్రాముఖ్యత

రేడియోథెరపీ: రేడియోఐసోటోప్ ఇట్రియం-90 ($^{90}Y$) కాలేయ క్యాన్సర్ మరియు నాన్-హాడ్జ్‌కిన్ లింఫోమాతో సహా కొన్ని క్యాన్సర్‌లకు లక్షిత అంతర్గత రేడియేషన్ థెరపీలో మరియు రోగనిర్ధారణ ఇమేజింగ్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది.
దంతవైద్యం: ఇట్రియా-స్టెబిలైజ్డ్ జిర్కోనియా (YSZ) మన్నికైన మరియు సౌందర్య దంత కిరీటాలు, వంతెనలు మరియు ఇంప్లాంట్‌ల తయారీకి దంతవైద్యంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
మానవులలో లేదా ఇతర జీవులలో ఇట్రియానికి తెలిసిన జీవ పాత్ర లేదు. ప్రాథమిక ఇట్రియం తక్కువ విషపూరితమైనప్పటికీ, దాని సమ్మేళనాలను జాగ్రత్తగా నిర్వహించాలి.