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原文作者：Peter Dinér，瑞典皇家理工學院化學系
Peter Dinér描述了元素釔從在偏遠礦井中被發現到被用於製作高溫超導體和發光二極管的歷程。
如果你在斯德歌爾摩可以騰出些時間去了解一些科學史，不妨做個短途旅行，去附近的Resarö島上一座叫伊特比（Ytterby）的村莊走一遭。那裡有一座廢棄的礦井，雖然已被重填，卻仍值得參觀，因為這裡是四種稀土元素（釔、鉺、鋱、鐿）的誕生地，它們的名字全部源自於伊特比這個村莊的名字。
這個村子的科學故事可追溯至1789年，在一個盛產鍊鐵廠所需的石英石以及瓷器廠所需的長石的採石場裡，年輕的瑞典陸軍中尉Carl Axel Arrhenius在煤矸石剩料堆裡發現了一塊黑色石頭。中尉曾在皇家鑄幣廠的實驗室裡工作過，由此培養出了對礦物礦石的濃厚興趣。他起初以為自己發現的是鎢礦石，並將這塊奇特的黑色礦石送至其在芬蘭的好友——時任皇家圖爾庫學院（拉丁語為Regia academia aboensis，即現在的赫爾辛基大學前身）化學教授的John Gadolin處。
圖片來源：© KIYOSHI TAKAHASE SEGUNDO / ALAMY
Gadolin發現這塊被稱為“ytterbite”的礦石（後來為紀念Gadolin先生的貢獻，將其重新命名為gadolinite，中文名為硅鈹釔礦）含有一種未知稀土元素的氧化物。隨後，瑞典化學家Anders Gustaf Ekeberg證實了這個發現，並將這種氧化物命名為yttria，即氧化釔。
1828年，非純態的單質釔是由Friedrich Wöhler通過向硅鈹釔礦石通氯氣形成無水氯化釔(YCl3)，然後再利用金屬鉀將其還原成釔單質而分離獲得的。1843年，Carl Gustaf Monsander發現先前認為的氧化釔事實上是幾種金屬氧化物的混合物，他分離出了三種氧化物：yttria（含氧化釔，Y2O3），erbia（氧化鉺），terbia（氧化鋱）。到最後，Arrhenius發現的這塊黑色礦石被證實為含有八種稀土元素（鉺、鋱、鐿、鈧、銩、鈥、鏑和鑥）的氧化物。及至20世紀20年代，39號元素在元素週期表上的符號從早期的Yt改成了現今的Y。
和元素週期表第3族上面的鄰居鈧一樣，釔的化學性質和鑭系元素相似，由此它們被統稱為稀土元素。這意味著，如同生產鑭系元素一樣，釔也可以從獨居石和氟碳鈰礦等礦石所含的混合氧化物中分離得到。隨後可以通過將其製備成氟化釔，再經鈣金屬還原的方法來進行單質釔的提純。
釔具有銀色金屬光澤，在空氣中較穩定。類似於鑭系金屬，釔通常呈三價離子態Y3+，大量以氧化釔形式存在。釔有很多同位素，質量數從79一直到103不等，但在自然存在的只有Y-89一種穩定同位素。
有機化學家一定非常熟悉三價釔的配位化合物，它們被當作路易斯酸催化劑應用於多種反應當中。例如，最近一個對於氮丙環的具有高度對映選擇性的開環反應就是由釔的雙金屬配合物催化進行的。
39號元素也以釔鋁石榴石（YAGs）晶體的形式，應用於各種光學儀器中。在這種材料裡，這些材料中的一小部分的釔原子被鑭系元素替代時，由此引入了能改變材料光學性質的晶格應變。例如，摻雜鈰的釔鋁晶體(Ce:YAGs)被作為熒光體與藍色發光二極管(LEDs)結合使用。從LED中發出的藍光“流”過Ce:YAG熒光體後降頻轉換為黃光，其又依次與LED的藍光疊加產生類日光的白光。其它設備包括被稱為Nd:YAG（摻雜釹的釔鋁石榴石晶體）的激光，常被用於醫學和工業應用中。
然而釔最重要的影響也許還是其在高溫超導體（零電阻）發現過程中所扮演的角色。1986年，Bednorz和Müller發現一種鑭基銅酸鈣鈦礦(La2CuO3)在絕對溫度35K下顯示出超導特性，為此他們第二年就被授予了諾貝爾物理學獎。另外在1987年，美國的物理學家發現Y1.2Ba0.8CuO4（常被簡稱為YBCO）在93K時就可以發生超導現象，該超導臨界溫度的提升具有重要現實意義，因為這在液氮沸點(77K)以上，是一個實際可行的製冷溫度。該發現激發了更多的研究力量投入到尋找更高臨界溫度的超導體的工作中——理想是實現室溫以上的超導，雖然至今仍未可得。
39號元素，一種近似於鑭系元素的過渡金屬，已經從一座如今已被廢棄的礦裡走了出來，進入到了各色高科技設備中。
原文以Yttrium from Ytterby為標題
發佈在2016年1月21日《自然-化學》In Your Element上
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nchem|doi:10.1038/nchem.2442
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