В 1794 году финский химик Юхан (Иоганн) Гадолин выделил из минерала иттербита оксид элемента, который он назвал иттрием — по названию шведского населённого пункта Иттербю, находящегося на острове Ресарё Стокгольмского архипелага (иттербит был найден здесь в заброшенном карьере). Спустя полвека Карл Мосандер доказал, что этот оксид на самом деле является смесью оксидов иттрия, эрбия и тербия и выделил из этой смеси чистый Y2O3. Металлический иттрий, содержащий примеси эрбия, тербия и других лантаноидов, был получен впервые в 1828 году Фридрихом Велером.
...полное и основательное изучение свойств этого элемента стало возможным <только> после приготовления его в чистом виде вместе с лантаном, эрбием, тербием и дидимием.[1]
— Н. Я., «Иттрий в земной коре», 1923
По внешнему виду иттрий представляется железно-серого цвета в свежем виде и тёмным после действия на него света.[1]
...в честь небольшого городка Иттербю, расположенного на шведском острове Руслаген, названы аж четыре химических элемента: иттрий, иттербий, тербий и эрбий.[4]
— Георгий Скарлато, «Удивительная планета Земля. География: тайны и открытия», 1997
Конечно, у Гадолина не было ни инструментария, ни химической теории, которая позволила бы выделить все четырнадцать лантаноидов, но шведский учёный проделал большую работу, определив основные группы этих элементов. <...> Гадолин заложил в номенклатуре элементов «географическую» тенденцию, назвав один из гипотетических элементов «иттрием».[5]
С Иттербю связаны названия семи элементов – такой чести не удостаивались никакое другое место, человек или вещь. Названия иттербий, иттрий, тербий и эрбий происходят непосредственно от этого топонима. Оставалось назвать ещё три открытых элемента, но тут у химиков закончились буквы...[5]
Иттрий в научной и научно-популярной литературе[править]
Иттрий в земной коре известен как составная часть нескольких минералов. Хотя его и относят к группе бора вместе с лантаном, скандием и индием, однако он ближе всего стоит к редкоземельным металлам. Впервые Eckberg показал возможность выделения вещества «yttria» из смеси его с бериллием. Но полное и основательное изучение свойств этого элемента стало возможным после приготовления его в чистом виде вместе с лантаном, эрбием, тербием и дидимием. «Земля» «yttria» сопровождает другие: terbia, erbia, thulia, dysprosia и holmia, причём металлы трех последних земель ещё не достаточно исследованы. При этом иттриевая земля находится в значительно преобладающем количестве.[1]
— Н. Я., «Иттрий в земной коре», 1923
Большинство минералов, содержащих иттрий, представляются близкими к комплексным солям. Наиболее важны силикаты, из которых чаще других встречается гадолинит ― основная ортокремневая соль железа, бериллия и иттрия. Кроме силикатов находят смеси танталатов, ниобатов, фосфатов, уранатов и флюоридов.[1]
— Н. Я., «Иттрий в земной коре», 1923
В спектре иттрий дает две группы отчетливых линий в красной части, близко к натриевым, но с несколько меньшей длиной волны. По внешнему виду иттрий представляется железно-серого цвета в свежем виде и тёмным после действия на него света. Это изменение должно объяснять энергетическими изменениями на поверхности, а не окислением, так как окись иттрия белого цвета. <...> Реакции солей иттрия очень близки по характеру к солям циркония.[1]
— Н. Я., «Иттрий в земной коре», 1923
Как мы знаем, ионные радиусы в вертикальных группах периодической системы элементов возрастают с увеличением порядкового номера и уменьшаются в горизонтальном направлении с увеличением номера группы (т. е. с увеличением валентности). На этом основании А. Е. Ферсманом выведен закон диагональных рядов изоморфных ионов в периодической системе элементов, справедливый для левой ее части. <...> Действительно, в природных соединениях мы нередко наблюдаем, что литиевые минералы, например, содержат изоморфные примеси магния, магниевые минералы ― примеси скандия, натриевые ― примеси кальция, кальциевые ― примеси иттрия и т. д.[6]
Редакция журнала «Annales de chimie», опубликовавшего работу Воклена, предложила для открытой им «земли» название «глицина» (от греческого ― сладкий) из-за сладкого вкуса её солей. Однако известные химики М. Клапрот и А. Экеберг сочли это название неудачным, так как соли иттрия также имеют сладковатый вкус.[2]
— Клара Капустинская, «Бериллий», 1967
Если для лантанидов ближайшим аналогом из числа более лёгких элементов является иттрий, то для октадеканидов таким «образцом поведения» должен послужить актиний...[3]
Топливные элементы на твердом электролите делают так. Сначала готовят сам электролит, который, как уже говорилось, представляет собой раствор вспомогательного окисла (чаще всего окиси иттрия) в двуокиси циркония; для этого окислы измельчают, смешивают, спекают при 1700°C, затем снова измельчают и из полученного порошка делают (как и обычные керамические изделия) миниатюрные трубочки (толщина стенок таких трубочек может быть очень небольшой ― до 0,5-0,2 миллиметра); затем на внутреннюю и внешнюю поверхности трубочки наносятся металлические электроды. Из таких элементов можно составить целую батарею.[7]
Развитие реактивной авиации и ракетной техники потребовало более прочных, в том числе способных к работе при повышенных температурах. В результате были разработаны сплавы, содержащие цирконий, церий, неодим, торий, иттрий, литий и серебро. Применение сплавов с дорогими легирующими элементами в конструкциях такого массового изделия, как автомобиль, не могло быть оправдано с экономической точки зрения. Кроме того, эти сплавы не обладали достаточно хорошими физическими свойствами для литья под давлением. Главное требование здесь ― высокая жидкотекучесть расплава, а также устойчивость к образованию трещин при литье.[8]
Красные шламы составляют не менее половины объема поступающего на завод боксита. В то же время эти отходы представляют собой огромный источник многих ценных компонентов. Они содержат в своем составе железо ― до 40%, алюминий ― до 16%, кальций, кремний, титан, цирконий, ниобий, галлий и даже золото. Особый интерес представляют редкоземельные элементы ― скандий и иттрий. Содержание первого в К<расных>Ш<ламах> составляет 80-120 г/т., второго ― до 300-400 г/т.[9]
— Лазарь Рохлин, «Техногенная реальность ― беда или надежда?», 2003
Несколько слов об иттрии. Он также применяется в качестве легирующей добавки, позволяет значительно улучшить механические и коррозионные свойства чугунов и сталей. Добавка 0,1% иттрия повышает предел прочности чугуна при растяжении до 38 кг/мм. Такой чугун имеет износостойкость в 4 раза выше, чем серый. Скорость окисления сталей различных марок с добавками иттрия и других редкоземельных металлов снижается в 11 раз. Введение иттрия совместно с другими лантаноидами приводит к глобуляризации графита.[9]
— Лазарь Рохлин, «Техногенная реальность ― беда или надежда?», 2003
В честь шведского селения Иттербю (Ytterby) на одном из островов близ Стокгольма назван целый квартет химических элементов: иттрий (Y), тербий (Tb), эрбий (Er), иттербий (Yb). В 1787 году минералог-любитель Карл Аксель Аррениус нашел в карьере около этого населенного пункта минерал, который назвал иттербитом, и послал для изучения молодому финскому химику и геологу Юхану Гадолину. В 1794 году Гадолин обнаружил в нем неизвестную ранее «землю» (так тогда называли тугоплавкие оксиды различных элементов) и выделил редкоземельный металл, который позже назвали иттрием. В 1843 году шведский химик Карл Густав Мосандер показал, что «иттриевая земля» — это смесь трёх оксидов. Название, как и само вещество, «расщепилось» на части путём отсечения букв. Сам Мосандер сумел выделить в чистом виде оксиды эрбия и тербия; чистый оксид иттербия лишь в 1878 году выделил швейцарский химик Жан Шарль Галиссар де Мариньяк.[10]
Иттрий в публицистике и документальной литературе[править]
Электронная формула иттрия
Юхан Гадолин (1760-1852) открыл «иттриевую землю», впоследствии оказавшуюся смесью окиси иттрия с другими «редкими землями» (то есть окисями редкоземельных металлов). «Редкоземельные элементы составляют совершенно исключительную группу вследствие крайней близости своих свойств: поэтому-то разделение их чрезвычайно трудно. Теперь задача эта доведена до конца и… нет основания ждать открытия ещё новых редкоземельных элементов» (Б. Н. Меншуткин, «Химия и пути её развития», 1937).[11]
Группа английских нейрохирургов разработала новую методику лечения некоторых психических заболеваний путем внедрения в определенный участок мозга больного небольших количеств радиоактивного изотопа иттрия. За последний год такой операции подверглось уже более 200 больных с навязчивыми идеями, глубоким депрессивным психозом и склонностью к самоубийству. В 70% случаев лечение было успешным. Излучение иттрия нарушает нервные связи между нижними отделами мозга, «ведающими» примитивными функциями и эмоциями, и верхними отделами, связанными с сознательным мышлением. Так как «радиус действия» излучения не более 2-3 мм, риск повредить соседние части мозга, по-видимому, сведён до минимума. В отличие от обычных хирургических методов, после иттриевой терапии не было отмечено побочных эффектов (эпилептических припадков, нежелательных изменений личности).[12]
— Новости отовсюду, «Иттрий вместо ножа», 1970
Сами за себя говорят названия таких химических элементов, как скандий или калифорний. А в честь небольшого городка Иттербю, расположенного на шведском острове Руслаген, названы аж четыре химических элемента: иттрий, иттербий, тербий и эрбий. Дело в том, что этому городку повезло: в 1787 г. в окрестностях его нашли необычный тяжёлый минерал, который содержит в себе эти, в то время неизвестные науке, редкоземельные элементы. Вот благодаря этому чуду природы и прославился городок Иттербю.[4]
— Георгий Скарлато, «Удивительная планета Земля. География: тайны и открытия», 1997
В Турку Гадолин приобрёл славу геохимика. Геологи-любители стали доставлять Гадолину из Иттербю необычные породы, чтобы проконсультироваться об их составе. Постепенно благодаря публикациям Гадолина научное сообщество всё больше узнавало об этой замечательной маленькой шахте.
Конечно, у Гадолина не было ни инструментария, ни химической теории, которая позволила бы выделить все четырнадцать лантаноидов, но шведский учёный проделал большую работу, определив основные группы этих элементов. Охота за ними стала для него своеобразным хобби. Когда гораздо позже, на закате жизни Менделеева, учёные вновь заинтересовались Иттербю и уточнили результаты Гадолина при помощи новых и более точных инструментов, новые элементы посыпались как из рога изобилия. Гадолин заложил в номенклатуре элементов «географическую» тенденцию, назвав один из гипотетических элементов «иттрием».[5]
