이트륨과 희토류 원소, 뭐가 같고 뭐가 다를까?
이트륨(Yttrium)은 흔히 희토류 원소라고 불립니다. 그런데 주기율표를 보면 란타넘족(Lanthanides) 원소들하고 거리가 좀 떨어져 있어서 “왜 이게 희토류야?”라는 의문이 생기기도 하죠.
실제로는 희토류 원소들과 아주 밀접한 관계를 가지고 있어서, 화학적 성질과 활용 면에서 비슷하게 다뤄집니다. 그럼 하나씩 살펴볼게요.
1. 이트륨은 주기율표상 란타넘족은 아니지만, 성질은 매우 유사합니다
- 이트륨은 주기율표 3족에 속하고, 원자번호는 39번입니다.
반면 란타넘족 원소(57번~71번) 은 주기율표 아래쪽에 따로 분류돼 있어요. - 그런데 이트륨의 이온 반지름이나 화학적 성질이 란타넘족 원소들과 거의 똑같습니다.
그래서 실무에서는 이트륨을 사실상 '가짜 란타넘족'처럼 취급하죠. - 이런 이유로 ‘화학적 희토류(chemical rare earths)’ 분류에는 이트륨이 꼭 포함됩니다.
2. 실제 광물에서도 이트륨과 란타넘족 원소는 함께 나옵니다
- 이트륨은 대부분 다른 희토류 원소들과 함께 존재합니다.
예를 들어, 제노타임(Xenotime), 모나자이트(Monazite) 같은 광물에 같이 들어 있어요. - 채굴하거나 정제할 때도 보통 여러 희토류 원소를 묶어서 처리합니다.
그래서 실질적인 분리 작업에서도 이트륨은 란타넘족과 같이 취급됩니다.
3. 활용 분야도 거의 겹칩니다
- 이트륨과 란타넘족 원소들은 모두 고온 세라믹, 형광체, 자석, 레이저, 광학 소재 등에 활용됩니다.
- 예를 들어, YAG(이트륨 알루미늄 가넷) 레이저는 네오디뮴(Nd)을 도핑해서 사용하고,
형광체에는 유로퓸(Eu)이나 터븀(Tb)이 함께 들어가는 경우가 많아요. - 이렇게 조합해서 쓰는 경우가 많기 때문에, 이트륨은 기술 분야에서도 다른 희토류 원소들과 세트처럼 다뤄집니다.
4. 이트륨과 대표적인 희토류 원소 비교
원소분류주요 용도특징
이트륨(Y) | 전이금속 (3족) | YAG 레이저, 세라믹, 초전도체, 형광체 | 화학적으로 희토류와 거의 동일 |
란타넘(La) | 란타넘족 | 광학 렌즈, 배터리 전극, 촉매 | 가장 가벼운 희토류 원소 |
네오디뮴(Nd) | 란타넘족 | 고성능 자석, 마이크, 전동기 | 강력한 영구자석의 핵심 소재 |
유로퓸(Eu) | 란타넘족 | 형광체(적색), LED, 보안잉크 | 발광 성질이 매우 뛰어남 |
5. 왜 이름은 ‘희토류’인데 흔한 걸까?
- '희토류'라는 이름은 예전에는 채굴과 정제가 어려워서 붙은 이름이에요.
사실 지금은 일부 희토류 원소는 꽤 많이 생산됩니다. - 이트륨도 지각 내 존재량이 그렇게 적은 편은 아닙니다.
다만 순도 높은 형태로 분리하려면 여전히 까다롭고, 정제 비용도 꽤 들기 때문에 전략적으로 중요한 자원으로 여겨져요.
요약 정리
- 이트륨은 주기율표상 란타넘족은 아니지만, 성질은 매우 유사해서 희토류로 분류됩니다.
- 다른 희토류 원소들과 함께 광물에서 채굴되며, 응용 분야도 대부분 겹칩니다.
- YAG 레이저, 형광체, 세라믹, 자성 재료 등에서 중요한 역할을 합니다.
- 네오디뮴, 유로퓸 등과 조합해서 사용되기 때문에 기술적 중요성도 높습니다.
이트륨은 란타넘족 사이에 껴 있는 막내 같은 느낌이에요. 공식적으로는 다르지만, 실제 현장에서는 한 식구처럼 움직이고 있고요. 다음에는 이트륨의 가격과 희귀성, 주요 생산국 등에 대해 정리해드릴게요.
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