353. Itrofluoryt

Itrofluoryt (ang. yttrofluorite) jest rzadką odmianą fluorytu CaF₂ zawierającą prócz wapnia dodatkowo pierwiastek o nazwie itr. Wzór (Ca₁₋ₓYₓ)F₂₊ₓ, gdzie x jest mniejsze niż 0,05 – zatem domieszka itru jest raczej mała. Itr występuje tam w postaci kationu trójdodatniego, co trochę komplikuje stechiometrię kryształu, gdyż wapń to oczywiście Ca²⁺. W przeciwieństwie do typowego fluorytu rzadko jest fioletowy, aczkolwiek takie egzemplarze też istnieją, jak widać na zdjęciach pana Lavinsky’ego.

Itrofluoryt po raz pierwszy znaleziono w Norwegii i rzeczywiście jest go dość sporo w Skandynawii, a poza nią także w USA, w stanie Kolorado, w Namibii oraz w Azji, w takich stanach jak Kazachstan, Kirgistan i Tadżykistan. Dla porządku należy jednak dodać, że Międzynarodowe Towarzystwo Mineralogiczne (IMA) nie uznaje go obecnie za rzeczywisty minerał.

Itrofluoryt wykazuje fluorescencję w świetle ultrafioletowym, które kolor silnie zależy od długości fali promieniowania UV. Czasem próbuje się go wykorzystać do produkcji biżuterii. Wedle stron kamiennomagicznych jego liczbą numerologiczną jest 6, liczbą pożądania serca 11, a liczbą osobowości 4. Jeśli komuś tego mało, służę informacją, że cechą wspieraną przez itrofluoryt jest – zgodnie z tym, że nazwa angielska zaczyna się na „y” – yesability. Ma to pewnie coś wspólnego ze zdolnością do przytakiwania, więc może ten kamień przyda się początkującym politykom…

Dla równowagi trochę konkretnych informacji na temat itru. Jest to pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 39 (czyli względnie lekki), należący do grupy skandowców i bloku d, zwanego dawniej metalami przejściowymi. Historia odkrycia itru, a właściwie całej grupy metali, do której itr należy (dawniej zwanej „metalami ziem rzadkich”), zaczyna się od szwedzkiego oficera Carla Arrheniusa. To jednak nie jest ten Arrhenius od dysocjacji, tylko wcześniejszy o stulecie chemik i geolog amator, odkrywca minerału iterbitu (1787), z którego później udało się wyodrębnić aż osiem metali ziem rzadkich. Nazwa tego minerału pochodzi od szwedzkiego miasteczka Ytterby, w którego kamieniołomie został znaleziony. Później utworzono od tego nazwy czterech pierwiastków: itru, iterbu, terbu i erbu (ciekawe, ile nazw pierwiastków Szwedzi urobiliby od konstantynopolitańczykowianeczki).

Jako pierwszy itr w postaci pierwiastkowej wydzielił znany uczniom Fryderyk Wöhler, ten od chemicznej syntezy mocznika. Itr odgrywał istotną rolę w produkcji telewizorów kineskopowych, ponieważ wchodził w skład pikseli emitujących światło czerwone. Dziś stosuje się go do produkcji syntetycznych granatów, z których wytwarzane są powszechnie używane lasery YAG oraz, po domieszkowaniu cerem, białe LED-y. Granaty YAG mają twardość do 8,5, więc wykorzystuje się je także w jubilerstwie jako imitacje diamentu. Radioaktywne izotopy itru są stosowane w radioterapii nowotworów.

Skomplikowane połączenie itru o wzorze YBa₂Cu₃O₇ było pierwszym odkrytym nadprzewodnikiem wysokotemperaturowym. Nadprzewodnictwo jest zjawiskiem polegającym na całkowitym zaniku oporu elektrycznego. Jako takie jest niezwykle korzystne, gdyż praktycznie eliminuje straty energii przy przesyle prądu elektrycznego. Niestety jest możliwe wyłącznie w bardzo niskich temperaturach – w istocie przez większość czasu po odkryciu tego zjawiska efekt nadprzewodnictwa udawało się uzyskać tylko w temperaturach zbliżonych do zakresu ciekłego helu, czyli kilku stopni powyżej zera bezwzględnego (ok. 4 kelwinów). Konieczność użycia tak niskiej temperatury znacznie ogranicza możliwości wykorzystania nadprzewodnictwa, dlatego przez cały czas prowadzone są badania nad uzyskaniem nadprzewodników „wysokotemperaturowych”. To słowo nie powinno jednak mylić – w fizyce za nadprzewodnik wysokotemperaturowy uważa się już substancję wykazującą nadprzewodnictwo powyżej 30 kelwinów (ok. –240°C). Praktyczne znaczenie mają natomiast materiały nadprzewodzące w temperaturze powyżej 77 kelwinów, gdyż oznacza to temperaturę ciekłego azotu, a tę można uzyskać o wiele łatwiej i taniej. Właśnie ten związek itru był pierwszą substancją nadprzewodzącą w temperaturze powyżej tw. azotu. Dziś udało się już otrzymać związki wykazujące nadprzewodnictwo w temperaturach powyżej 130 kelwinów, nadal jednak daleko stąd do świętego Graala fizyki nadprzewodników, czyli nadprzewodnictwa występującego w temperaturze pokojowej.

[zdjęcia za pośrednictwem strony mindat.org, autorzy: Van King, Pavel M. Kartashov, JSS, Christopher Clemens × 3, Rob Lavinsky & iRocks.com × 3; dwa ostatnie: Gemgazer.com i JustDangles/Etsy]

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.