Élément chimique · fiche de référence

39Y

Yttrium

L’yttrium est l’élément 39 (Y), situé en période 5, groupe 3 et dans le bloc d. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Kr] 4d1 5s2.

Numéro atomique39

Poids atomique standard88,905838(2)

Groupe3

Période5

Blocd

Configuration électronique[Kr] 4d1 5s2

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

La sous-couche d intervient directement dans la chimie de l’yttrium. Les électrons d et s ont souvent des énergies proches, ce qui favorise plusieurs états d’oxydation, la formation de complexes et, pour de nombreux métaux de transition, des propriétés catalytiques.

La configuration [Kr] 4d1 5s2 doit être lue avec l’état d’oxydation du composé : retirer des électrons modifie l’occupation des orbitales d et peut changer couleur, magnétisme, géométrie de liaison et réactivité.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

Pour l’yttrium, les formes chimiques importantes comprennent le métal et ses alliages, ainsi que des oxydes, des halogénures et des complexes de coordination. Plusieurs états d’oxydation sont souvent possibles car les électrons s et d ont des énergies proches ; les ligands autour de l’ion métallique peuvent modifier fortement couleur, magnétisme et réactivité.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 4,472 g/cm³. Le point de fusion est 1 795 K (1 522 °C). Le point d’ébullition est 3 203 K (2 930 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

L’yttrium est généralement associé aux minerais de terres rares. Ses composés sont importants dans certains phosphores, LED, lasers et céramiques avancées ; l’oxyde d’yttrium sert aussi à stabiliser certaines zircones utilisées dans des matériaux résistants à la chaleur.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

LED

L’yttrium entre dans des semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsque des porteurs de charge se recombinent.

lasers

L’yttrium entre dans des milieux laser, des composants optiques ou des systèmes produisant des longueurs d’onde précises.

céramiques

L’yttrium entre dans des céramiques choisies pour leur tenue à la chaleur, leur dureté, leur comportement électrique ou leur couleur.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

L’yttrium est en période 5 et dans le groupe 3. Dans le voisinage affiché, il se trouve entre le strontium et le zirconium sur la même période ; le scandium est juste au-dessus dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationmétal de transition

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 18 · 9 · 2

Masse volumique4,472 g/cm³

Point de fusion1 795 K (1 522 °C)

Point d’ébullition3 203 K (2 930 °C)

Électronégativité de Pauling1,22

Première énergie d’ionisation600 kJ/mol

Affinité électronique29,6 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte de l’yttrium est associée à Johan Gadolin. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 88.905838(2). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

L’yttrium possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

Les risques associés à l’yttrium dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. L’yttrium élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.