Yttrium

Yttrium, chemisches Symbol Y, silberweißes, metallisches Element mit der Ordnungszahl 39, das gemeinsam mit Scandium, Lutetium und Lawrencium in der dritten Nebengruppe des Periodensystems steht und zu den Übergangsmetallen sowie zu den Seltenerdmetallen gezählt wird.

Yttrium wurde erstmals 1794 von dem finnischen Chemiker Johan Gadolin in Form eines Yttriumoxids in einem Erz entdeckt, das aus einem Steinbruch nahe Ytterby stammte. Die schwedische Stadt gab dem Metall auch den Namen. Erstmals hergestellt, wenn auch nur in verunreinigter Form, wurde Yttrium 1828 von dem Chemiker Friedrich Wöhler durch Reduktion von Yttrium(III)-chlorid (YCl₃) mit Kalium:

YIIICl3 + 3K0 → Y0 + 3KICl.

Yttrium wird vor allem in der Nukleartechnik und als Leuchtstoffzusatz verwendet.

Yttrium ist anisotop, d. h., es tritt nur in Form des natürlichen Isotops Yttrium 89 auf. Daneben sind 31 künstliche, radioaktive Isotope (⁷⁷Y bis ¹⁰⁸Y) mit Halbwertszeiten zwischen wenigen Nanosekunden und etwa 106 Tagen bekannt. Unter den Elementen der Erdkruste steht Yttrium an 29. Stelle. Das Metall kommt in der Natur ausschließlich in gebundener Form vor, meist als Oxid und häufig zusammen mit anderen Seltenerdmetallen. Beispiele für yttriumhaltige Mineralien sind Gadolinit ((Ln^III,Y^III)₂(Be^II,Fe^II)₃Si₂O₇), Xenotim ((Ln,Y)PO₄) und Thortveitit ((Sc,Y)₂Si₂O₇).

Yttriummetall lässt sich leicht zu Blechen und Folien walzen, schmilzt bei 1 522 °C und siedet bei 3 338 °C. Mit einer Dichte von 4,47 Gramm pro Kubikzentimetern zählt es zu den Leichtmetallen; seine Atommasse beträgt 88,906 u. Bei Raumtemperatur wird Yttrium an feuchter Luft oxidiert, weiter aber nicht angegriffen, weil sich auf der Metalloberfläche eine schützende Oxidschicht bildet (Passivierung). Das Leichtmetall ist giftig.

In seinen Verbindungen tritt Yttrium vorwiegend mit der Oxidationszahl +3 auf. Bei hohen Temperaturen reagiert das Leichtmetall mit Sauerstoff zu Oxid:

4Y + 3O2 → 2Y2O3.

Mit Halogenen verbindet es sich schon bei Raumtemperatur zu Yttrium(III)-halogeniden. In verdünnten Säuren wie Salzsäure (siehe Chlorwasserstoff) löst sich das Element langsam unter Wasserstoffentwicklung auf:

2Y + 6HCl → 2Y3+ + 6Cl- + 3H2.

Mit Liganden geht Yttrium Komplexverbindungen (siehe Koordinationschemie) ein und bildet mit organischen Resten, z. B. Alkyl- oder Phenylresten, metallorganische Verbindungen.

Yttrium wird wegen seines geringen Absorptionsquerschnitts für thermische Neutronen als Werkstoff für Kernbrennstäbe und Regelstäbe verwendet. Yttriumverbindungen nutzt man als Zusatz zu Leuchtstoffen für Bildröhren (Fernseh-, Röntgen- und Radarbildschirme) sowie für Leuchtstofflampen. Yttrium ist Bestandteil in Legierungen mit Nichteisenmetallen und dient außerdem zur Herstellung supraleitender Keramiken.