代heimao发文
钇与稀土
稀土这个词我们现在已经对它不是很陌生了。在元素周期表这个大家庭中，第三副族
的钪(Sc)、钇(Y)和镧系元素被称为稀土元素。早先，化学家们把那些具有一定碱性，不
溶于水且难熔融的物质统称为“土”。稀土这个名字其实有点冤枉，因为并不是所有的稀
土元素都在地壳中含量稀少，只是它们尽管经常共生，但大多分布的比较分散，而且从矿
物中提炼出来也很费劲，所以人们把他们称为稀土。在元素周期表中他们占了第三副族
(IIIB)整个一列房间，不过实际上镧系的15个元素挤在了一起，化学家们又为他们开辟了
一套新的公寓，放在主楼的下面。这就是我们现在最常见的元素周期表的格局。
当然，今天的主角不是镧系元素。按照人类的思维，昨天我们刚谈过锶(Sr)，所以，
今天就轮到钇了（flyingbaby：我#$&*%$!#$!!!）。钇在地壳中的含量还是不低的，丰度
为百万分之二十八，在所有的稀土中位居第二（铈：第一是我哦 笔者：我没让你来；
咳咳，每次都有别的元素打岔……）。稀土家族的传统是共生，即不同的稀土元素经常共
生于同一矿物中。钇也是如此。最早发现钇的硅铍钇矿中就有钇、铒(Er)、铽(Tb)等稀土
元素。独居石中则存在钇、镧(La)、铈(Ce)等几种稀土元素。这一特点也为钇的提取带来
了一定困难。一般来讲，提取稀土元素，首先要把矿石中的稀土元素以化合物的形式分离
出来（例如氯化物），然后再把不同的稀土元素分离开来。这一分离步骤可麻烦了，全部
稀土元素的单一分离耗费了100多年，一次分离重复操作竟达2万次。好在钪、钇和其它兄
弟的区别还是稍大一些的，所以也不是很难制得。
发现史
钇是18世纪在瑞典发现的。18世纪80年，一位瑞典军官阿累尼乌斯（L.Arrhenius）
在瑞典斯德哥尔摩附近的一个叫Ytterby的小镇发现了一种外表像煤一样的黑色矿物。
1794年，芬兰化学家加多林（J.Gadolin）分离这种矿石，得到了一种“新土”，经后人
分析，证实其中含有一种新的元素，人们把这种元素命名为Yttrium(钇)，把这种“新土
”称作Yttria，意即在Ytterby发现的新元素。而那种黑色矿物则被命名为加多林矿
(Gadotinite)，以纪念加多林的功绩，就是上文中提到的硅铍钇矿。
单质性状
纯净的钇是质软的银白色金属，熔点1438 ℃，沸点3338 ℃，密度4.469 g/cm3
(20℃)。钇在空气中表面能够形成一层氧化膜而稳定存在于空气中。钇易燃，与水反应能
生成氢气。钇主要以化合物的方式存在于矿物中，如硅铍钇矿、独居石、钇铀矿等等。
应用与前景
也许你会觉得钇这个元素有些陌生。的确，钇在很多人的眼中是离我们生活很远的。
它既不能做锅碗瓢盆，也不能做飞机大炮；而它的化合物，既不像氯化钠那样能做调料，
也不能像氧化钙那样做建筑材料。似乎你周围常见的东西里都没有钇的身影。的确，在
18世纪钇被发现之前，钇的确和这个人类世界没什么联系，一直默默地躺在矿石里。然而
，随着科学技术的发展，钇在当今社会中越来越显示出它的重要性。
相信彩色电视对你来说一定不陌生了，但是你知道彩色电视的彩色是怎么来的吗？对
，是荧光粉。而钇，就是这荧光粉的主角。众所周知，彩色电视的原理是基于光学中红、
绿、兰三原色按比例混和得到多种颜色的。目前通用红色荧光粉中掺有钇(III)铕(III)氧
化物，绿色荧光粉中掺有钇(III)铽(III)硅酸盐。在彩色电视机中使用以钇等为代表的稀
土荧光粉来代替非稀土荧光粉，是彩色电视的一次重大革新。现在，当你端坐在电视机前
或是电脑屏幕前的时候，你是否会想到，那里面就有今天的主角——钇。（使用液晶显示
器的网友请勿抬杠，谢谢。）
稀土元素在冶金工业中也有很重要的作用，一般用作添加剂，或者说的更好听一些，
是金属的“强心针”。少量钇加入铁铬合金等不锈钢中，能增强它们的抗氧化性和延展性
。钇锆合金中加入少量富钇稀土，能显著提高合金的导电性能。含钇达90%的高钇结构合
金，可以应用于航空和其它要求低密度和高熔点的场合。
钇在当今最热门之处还要数高温超导材料了。所谓超导，是指物体在低于某个温度下
，其电阻突然降为零的现象。超导有两个特性，即低于临界温度时的超导性（阻值为零）
和完全抗磁性（磁场中排斥磁力线），这一现象可应用于磁悬浮列车等即将在实现的技术
中。而高温超导，一般则是指在液氮以上温度有超导特性，即临界温度高于77K的超导体。
著名的钇钡铜氧高温超导体(YBa2Cu3O7-x)就是其中的代表。1987年，美国华裔科学家朱
经武和我国中科院物理所院士赵忠贤分别发现钇钡铜氧化合物在90K时就有超导特性。这
一温度已经达到了液氮温区77K，也就是说，使用液氮这样方便的制冷剂就可以进行超导
研究。而钇，也因为高温超导而越来越受到人们的关注。
相信在不久的将来，随着高温超导技术的逐步应用，钇将会在生活中的很多领域中大
显身手的。也许，在未来的某一年，当你踏上从北京开往广州的磁悬浮列车的时候，你会
想到，在飞驰的列车下，就有今天这元素世界的主角，第39号元素——钇。
--
FROM 162.105.96.*