Element chimic Scandium

Scandium (Sc), element chimic, un metal cu pământuri rare din grupa 3 a tabelului periodic.

Scandium este un metal argintiu, moderat moale. Este destul de stabil în aer, dar se va schimba treptat culoarea de la alb argintiu la un aspect gălbui, din cauza formării de Sc ₂ O ₃ de oxid de pe suprafață. Metalul se dizolvă încet în acizi diluați - cu excepția acidului fluorhidric (HF), în care un strat protector de trifluorură previne reacția ulterioară. Scandiumul este paramagnetic de la 0 K (−273 ° C sau −460 ° F) până la punctul său de topire (1.541 ° C, sau 2.806 ° F). Acesta devine superconductor la −273,1 ° C (−459,6 ° F) la presiuni care depășesc 186 kilobari.

După ce, în 1871, chimistul rus Dmitry Ivanovich Mendeleyev a prezis existența acestui element, numindu-l provizoriu ekaboron, chimistul suedez Lars Fredrik Nilson, în 1879, a descoperit oxidul, scandia, în mineralele cu pământuri rare, gadolinite și euxenite, iar chimistul suedez Per Teodor Cleve, mai târziu, în 1879 a identificat scandiul drept ekaboron ipotetic. Scandiumul se găsește în proporții mici, în general sub 0,2 la sută, în multe dintre minereurile de lantanide grele și în multe minereuri de staniu, uraniu și wolfram. Thortveitita (un silicat de scandiu) este singurul mineral care conține cantități mari de scandiu, aproximativ 34 la sută, dar, din păcate, acest mineral este destul de rar și nu este o sursă importantă de scandiu. Abundența cosmică de scandiu este relativ mare. Deși este doar aproximativ al 50-lea cel mai abundent element de pe Pământ (abundența sa este similară cu cea a beriliei), este vorba despre cel de-al 23-lea element cel mai abundent din Soare.

În natură, scandiul există sub forma unui izotop stabil, scandiu-45. Dintre 25 de izotopi radioactivi (cu excepția izomerilor nucleari), cu mase cuprinse între 36 și 61, cel mai stabil este scandiu-46 (timpul de înjumătățire plasmatică de 83,79 zile), iar cel mai puțin stabil este scandium-39 (timpul de înjumătățire de sub 300 nanosecunde).

Scandiumul este separat de celelalte pământuri rare prin precipitarea sulfatului de scandiu de potasiu insolubil sau prin extragerea tiocianatului de scandiu prin dietil eter. Metalul în sine a fost pregătit pentru prima dată în 1938 prin electroliza clorurilor de potasiu, litiu și scandiu într-un amestec eutectic (adică, un amestec având cel mai mic punct de topire posibil cu acele componente). Scandiumul este acum produs mai ales ca un produs secundar al extracției de uraniu din davidita minerală, care conține aproximativ 0,02 la sută oxid de scandiu. Scandiul există sub două forme alotrope (structurale). Faza α este hexagonală ambalată aproape cu a = 3.3088 Å și c = 5.2680 Å la temperatura camerei. Faza β este centrată pe corp cubic cu o valoare estimată a = 3,73 Å la 1,337 ° C (2.439 ° F).

Doar câteva utilizări ale acestui metal neobișnuit de tranziție au fost dezvoltate, în mare parte datorită disponibilității limitate a scandiumului și costurilor ridicate. Densitatea scăzută și punctul de topire ridicat sugerează aplicații ca agent de aliere pentru metale ușoare pentru aplicații militare și performante. Utilizările majore ale scandiului sunt ca aditiv de aliaje la aliaje pe bază de aluminiu pentru articole sportive și în lămpi cu halogenuri metalice de intensitate ridicată. Când este aliat cu aluminiu și aliaje pe bază de aluminiu, scandiul limitează creșterea cerealelor la temperaturi ridicate.

Chimia scandiului are o asemănare mai strânsă cu cea a celorlalte elemente de pământuri rare de stare de oxidare +3 decât cea a aluminiului sau a titanului. O parte din comportamentul său este, însă, atipic din pământurile rare din cauza razei sale ionice semnificativ mai mici (1,66 Å pentru numărul de coordonare 12), comparativ cu media pământului rar (1,82 Å pentru numărul de coordonare 12). Din acest motiv, ionul Sc ³⁺ este un acid relativ puternic și are o tendință mult mai mare de a forma ioni complexi.

Proprietățile elementului

numar atomic	21
greutate atomica	44.95591
punct de topire	1.541 ° C (2.806 ° F)
Punct de fierbere	2.836 ° C (5.137 ° F)
gravitație specifică	2.989 (24 ° C sau 75 ° F)
stare de oxidare	3
configuratie electronica	[Ar] 3d ¹ 4s ²