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（英文：Yttrium）是一種化學元素，符號為Y，原子序數為39，為第五周期第IIIB族元素，屬于稀土金屬。釔的摩爾質量為88.90g/摩爾，原子體積為33.7cm3/mol，原子密度為4.47g/cm3，核外電子排布為[Kr]4d15s2‘，在自然界中主要以+3價態存在。釔在自然界中僅存在一種穩定的同位素89Y，此外還有30種放射性同位素以及16種同質異能素。釔產品在發光材料、超導材料、冶金行業、生物醫療、耐火陶瓷材料等領域具有廣泛的運用。

發現歷史

1787年，業余礦物學家、瑞典陸軍中尉斯萬特·阿累尼烏斯（Carl Axel Arrhenius）在瑞典首都斯德哥爾摩附近的伊特比(Ytterby)村發現一種黑石，1794年，芬蘭化學家加多林（J.Godolin）從此礦物中分離出一種新的土性化合物，其含量達 38%，并根據礦石原產地是伊特比而將這種土性化合物稱為“釔土”(yttria)。為了紀念加多林的貢獻，該礦石被稱為硅鈹釔礦。隨后，安德斯·古斯塔夫·埃克貝格(Anders Gustav Ekeberg)在此礦物中發現了一種新元素，將其命名為 Yteelium，這是人類最早確定的ree。1803 年，德國人克萊普羅斯 (MHKaproth)、瑞典人永斯·貝采利烏斯(J.J.Berzelius)和希辛格爾 (WHisinger)在其他礦石中發現了第二種稀土元素，它們將其命名為“土”（ceria）。在之后的100余年里，人們發現“釔土”和“鈰土”并非單一元素，而是混合氧化物。隨著工藝的進步，人們逐漸從“釔土”和“鈰土”中分離和鑒定出剩余的14個稀土元素。此外，“釔土”和“鈰土”并非是稀有元素的單質，而是它們的氧化物。1945年，最后一個稀有金屬鉅(Pm）于美國發現，所有ree被確定下來。

分布存在

釔在地殼中的豐度為0.0028，排在所有元素的第30位，在稀土元素中僅次于鈰，排在第二位。在自然界中，釔與其余稀土元素緊密結合，共同賦存于相同的礦物中，主要有三種形態。第一種為獨立稀土礦，如碳礦、獨居石等，主成分為稀土元素；第二種為含有稀土元素的其余礦物如磷灰石、螢石等，第三種礦物中，稀土元素主要以離子狀態吸附。世界上已知的稀土礦物約有 150 種之多，而含有稀元素的礦物有 250種以上。不同種類的礦物中各類ree的配分差異較大。元素釔在磷釔礦、褐釔礦中含量較高，這些礦物也是提取金屬釔的主要原料。

稀土礦物在世界范圍內分布差異較大，根據2018年美國地質勘探局 (United States Geological Survey，USGS)的數據，在全球稀土總儲量中，中國約占38%，巴西占19%，越南占19%，俄羅斯占 10%，印度占 6%，美國等其他國家占 8%。在產量方面，2017年中國年產量占世界生產總量的80%以上，大部分的釔產品（氧化釔）也主要來自于中國。工業上的主要礦物包括氟碳鈰礦、獨居石、磷礦、離子型稀土礦等，這幾種礦占稀土產量 95%以上。

物質結構

釔是周期表中IIIB族元素，與、系同屬于ree。釔的化學式為Y，原子序數為39，摩爾質量為88.90g/摩爾，原子體積為33.7cm3/mol，原子密度為4.47g/cm3，釔原子的核外電子排布為[Kr]4d15s2（1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2），最外層有2個電子，次外層只有一個電子，活躍電子數為3，在自然界中主要以+3價態存在。釔在自然界中僅存在一種穩定的同位素89Y，此外還有30種放射性同位素以及16種同質異能素。與大多數稀土金屬類似，釔呈緊密六方晶格或立方晶系結構排布。

理化性質

物理性質

金屬釔是一種質軟、帶光澤的銀白色金屬晶體，無味，粉末狀態時呈黑色。成塊的釔在空氣中會在表面形成保護性氧化層(Y2O3)，這種鈍化過程使它相對穩定。不過粉末在空氣中很不穩定，金屬屑可以在 400℃以上的溫度在空氣中點燃。釔的熔點為1509℃，沸點為2927℃，20℃時密度為4.47，在水和鹽酸、硫酸中分解。

化學性質

制備

單質釔的制備

單質釔的制備主要包括熔鹽電解法和熱還原法等。

金屬熱還原法利用的是釔的氟化物或者氯化物與金屬還原劑在反應槽內加熱發生反應制備單質釔，右圖為熱還原法使用的反應槽，還原劑一般采用鈣、鎂和鉀，其中，鉀、鎂用于氯化物的還原，鈣主要用于氟化物的還原，后者也被稱為鈣熱還原法，具有速率快，產物回收率高的優點。

熔鹽電解法主要采用的是氯化釔和堿金屬氯化物熔鹽體系，具有成本低，利用率高等特點。右圖顯示了兩種常用的電解槽，其中陰極一般采用鉅或鎢材料制成，陽極由石墨烯制成，反應過程涉及的主要方程式如下：

陽極：

陰極：

氧化釔的制備

釔元素主要存在于褐鉭鈮礦、磷釔礦或高離子礦等礦物中，從這些礦物獲取氧化釔的流程主要包括溶解、萃取、酸溶、再萃取、濃縮、灼燒等過程。

用途

釔產品在發光材料、超導材料、冶金行業、生物醫療、耐火陶瓷材料等領域具有廣泛的運用。

晶體材料是釔元素最廣泛的領域，如釔鋁石榴石（Y3Al5O12）、硅酸釔（YSiO）等釔晶體產品。其中，釔鋁石榴石因其硬度高、耐熱性好、性質穩定等優點，是應用最廣泛的一類激光晶體材料。此外，在發光材料領域，稀土釔是熒光粉的重要成分，利用其吸收能量強、能量轉化率高等優點，被用于顯示器、發光二極管等顯示設備。例如，Y2O2S常被用于制作紅色熒光粉。

在冶煉行業，元素釔常用作添加劑，能夠顯著改善鋼鐵和有色金屬合金的性能，如耐蝕性、導電性、力學性能等，滿足航空航空等領域的高質量標準。在超導材料中，釔元素是超導體的重要組成部分，在高溫超導中具有重要的研究價值。

氧化釔是用途廣泛的一類含釔產品。氧化釔具有良好的耐高溫性能，是理想的耐高溫陶瓷材料。此外，氧化釔在生物醫療領域也有廣泛的運用，被用于藥物輸送、生物成像、抗菌抗癌等。氧化釔對部分有害病原體具有抑制作用。利用釔特殊的配位性質，可以生成大量的配位化合物用于醫學成像等。

安全事項

安全標志

儲存與運輸

金屬釔應該保存在干燥環境中，或使用惰性氣體保護，并存放在通風良好的房間內。存放地點需遠離排水管或下水道等地方。在運輸過程中要注意保持容器密閉，做好防潮，使用惰性氣體保護。

火災風險與處置

金屬釔可被摩擦、熱量、火花或火焰點燃。有些可能會迅速燃燒，有耀眼的燃燒效果。粉末、粉塵、刨花、鉆孔、車削或切割物可能會爆炸或以爆炸性的暴力燃燒。物質可能以熔融形式運輸，溫度可能高于其閃點。火災撲滅后可能重新點燃。

如果金屬釔不慎燃燒，在火情較小時，可使用干化學劑、二氧化碳、沙子、土、噴水或普通泡沫。如果火情較大，應使用噴水、霧化或普通泡沫。在安全的前提下，將未損壞的釔儲存容器撤離火場，如果火情無法控制，迅速撤離。

健康危害與處置

釔可以通過皮膚、呼吸道、眼睛、飲食等進入人體。如果眼睛不慎與釔接觸，立即用大量水清洗，偶爾抬起下眼瞼和上眼瞼，并迅速就醫。如果皮膚與釔接觸，立即用肥皂和水清洗受污染的皮膚。如果滲透到衣服中，立即脫掉衣服并用肥皂和水清洗皮膚，并及時就醫。如果不慎吸入大量這種化學物質，請立即將暴露的人轉移到新鮮空氣中，如果呼吸停止，請進行人工呼吸。讓受影響的人保持溫暖和休息。盡快就醫。如果不慎吞咽，需要立即就醫。

毒理學資料

大鼠單次氣管內給藥后出現肺纖維化；在動物研究中，通過腹腔途徑有中度毒性；50毫克/千克的劑量會導致肝臟壞死。在鼠體實驗中，靜脈注射91Y20微瑪麗·居里/克，給狗靜脈注射Y，劑量為0.1~0.2微居里/公斤，白細胞、紅胞及血小板數均出現降低。狗由于放射病在存活26天后死亡，觀察到骨骼發育不全。給大鼠劑量為0.6微瑪麗·居里/克時，在60~75%的動物中引起骨肉瘤。

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