Scandium (Sc), kjemisk element, et sjeldent jordartsmetall fra gruppe 3 i det periodiske systemet.
Scandium er et sølvfarget, moderat mykt metall. Det er ganske stabil i luft, men blir sakte endre farge fra sølvhvitt til et gulaktig utseende på grunn av dannelsen av Sc 2 O 3 oksyd på overflaten. Metallet løses langsomt opp i fortynnede syrer - bortsett fra flussyre (HF), der et beskyttende trifluoridlag forhindrer ytterligere reaksjon. Scandium er paramagnetisk fra 0 K (−273 ° C eller −460 ° F) til smeltepunktet (1.541 ° C, eller 2.806 ° F). Den blir superledende ved −273,1 ° C (−459.6 ° F) ved trykk over 186 kilobar.
Etter at den russiske kjemikeren Dmitrij Ivanovitsj Mendelejev i 1871 spådde dette elementets eksistens, tentativt kalte det ekaboron, oppdaget den svenske kjemikeren Lars Fredrik Nilson i 1879 oksid, skandia, i de sjeldne jordartsmetallene gadolinitt og euxenitt, og den svenske kjemikeren Per Teodor Cleve senere i 1879 identifiserte skandium som det hypotetiske ekaboron. Scandium finnes i små proporsjoner, generelt mindre enn 0,2 prosent, i mange av de tunge lantanidmalmene og i mange tinn-, uran- og wolframmalmer. Thortveititt (et skandiumsilikat) er det eneste mineralet som inneholder store mengder skandium, omtrent 34 prosent, men dessverre er dette mineralet ganske sjelden og er ikke en viktig kilde til skandium. Den kosmiske overfloden av skandium er relativt høy. Selv om det bare dreier seg om det 50. rikeste elementet på jorden (overfloden tilsvarer beryllium), dreier det seg om det 23. rikeste elementet i solen.
I naturen eksisterer skandium i form av en stabil isotop, skandium-45. Blant 25 (unntatt nukleære isomerer) radioaktive isotoper med masser fra 36 til 61, er den mest stabile skandium-46 (halveringstid på 83,79 dager), og den minst stabile er skandium-39 (halveringstid på mindre enn 300 nanosekunder).
Scandium skilles fra de andre sjeldne jordene ved utfelling av det uoppløselige kaliumskandiumsulfat eller ved ekstraksjon av skandiumtiocyanat med dietyleter. Selve metallet ble først fremstilt i 1938 ved elektrolyse av kalium, litium og skandiumklorider i en eutektisk blanding (dvs. en blanding med det laveste smeltepunkt mulig med disse komponentene). Scandium produseres nå mest som et biprodukt av uranekstraksjon fra mineralet daviditt, som inneholder omtrent 0,02 prosent skandiumoksyd. Scandium eksisterer i to allotropiske (strukturelle) former. Α-fasen er tettpakket sekskantet med en = 3,3088 Å og c = 5,2680 Å ved romtemperatur. P-fasen er kroppssentrert kubikk med estimert a = 3,73 Å ved 1 337 ° C (2,439 ° F).
Bare noen få bruksområder av dette uvanlige overgangsmetallet er utviklet, mest på grunn av skandiums begrensede tilgjengelighet og høye kostnader. Dens lave tetthet og høye smeltepunkt foreslår bruksområder som et legeringsmiddel for lette metaller for militære og høye ytelser. Den viktigste bruken av skandium er som et legeringsadditiv til aluminiumsbaserte legeringer for sportsvarer og i høyintensive metallhalogenlamper. Når legert med aluminium og aluminiumbaserte legeringer, begrenser skandium kornvekst ved høy temperatur.
Kjandien til skandium ligner en nærmere på de andre sjeldne jordartselementene i oksidasjonstilstand +3 enn til aluminium eller titan. Noe av dens oppførsel er imidlertid atypisk for de sjeldne jordene på grunn av dens betydelig mindre ioniske radius (1,66 Å for koordinering nummer 12) sammenlignet med sjeldent jord-gjennomsnittet (1,82 Å for koordinasjon nummer 12). Av denne grunn er Sc 3+ -ionet en relativt sterk syre og har en mye større tendens til å danne komplekse ioner.
Elementegenskaper
| atomnummer | 21 |
|---|---|
| atomvekt | 44,95591 |
| smeltepunkt | 1,541 ° C (2 806 ° F) |
| kokepunkt | 2,836 ° C (513 ° F) |
| spesifikk tyngdekraft | 2.989 (24 ° C eller 75 ° F) |
| oksidasjonstilstand | 3 |
| Elektronkonfigurasjon | [Ar] 3d 1 4s 2 |
