Skandium

Z Wikipédie

21 vápnikskandiumtitán
-

Sc

Y
Všeobecne
Názov, Značka, Číslo skandium, Sc, 21
Séria prechodné prvky
Skupina, Perióda, Blok 3, 4, d
Vzhľad striebornobiely
Atómová hmotnosť 44,955912(21)  g·mol−1
Elektrónová konfigurácia [Ar] 3d1 4s2
Elektrónov na hladinu 2, 8, 9, 2
Fyzikálne vlastnosti
Skupenstvo pevné
Hustota (pri i.t.) 2,985  g·cm−3
Hustota tekutiny v b.t. 2,80  g·cm−3
Teplota topenia (tavenia) 1814 K
(1541 °C, 2806 °F)
Teplota varu 3109 K
(2836 °C, 5136 °F)
Teplo vyparovania 14,1  kJ·mol−1
Teplo tavenia 332,7  kJ·mol−1
Tepelná kapacita (25 °C) 25,52  J·mol−1·K−1
Tlak pary
P(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T(K) 1645 1804 (2006) (2266) (2613) (3101)
Atómové vlastnosti
Kryštálová štruktúra hexagonálna
Oxidačné stupne 3 (slabo zásaditý)
Elektronegativita 1,36 (Paulingova stupnica)
Ionizačné energie
(viac)
1.:  633,1  kJ·mol−1
2.:  1235,0  kJ·mol−1
3.:  2388,6  kJ·mol−1
Atómový polomer 160pm
Atómový polomer (vyp.) 184  pm
Kovalentný polomer 144  pm
Rôzne
Magnetické vlastnosti paramagnetický
Elektrický odpor (i.t.) (α, poly)
vyp. 562 nΩ·m
Tepelná vodivosť (300 K) 15,8  W·m−1·K−1
Tepelná roztiažnosť (i.t.) (α, poly)
10,2 µm/(m·K)
Youngov modul 74,4  GPa
Pružnosť v šmyku 29,1  GPa
Objemová pružnosť 56,6  GPa
Poissonova konštanta 0,279
Brinellova tvrdosť 750  MPa
Registračné číslo CAS 7440-20-2
Vybrané izotopy
Hlavný článok: Izotopy skandia
izotop NA t1/2 ZM ER (MeV) PR
44mSc syn 58,61 h IT 0,2709 44Sc
γ 1,0; 1,1; 1,1 -
ε - 44Ca
45Sc 100% Sc je stabilný s 24 neutrónmi
46Sc syn 83,79 d β- 0,3569 46Ti
γ 0,889; 1,120 -
47Sc syn 3,3492 d β- 0,44, 0,60 47Ti
γ 0,159 -
48Sc syn 43,67 h β- 0,661 48Ti
γ 0,9; 1,3; 1,0 -
Referencie
Veľmi horľavá látka

Skandium (scandium) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Sc a protónové číslo 21. Skandium je silne elektropozívny, strieborne biely, mäkký kov. Oxidačný stav skandia je vo väčšine zlúčenín +3. Priemyslové uplatnenie skandia je pomerne malé, hlavné využitie nachádza pri výrobe svetelných zdrojov.

Obsah

[úprava] História objavu

Skandium patrí medzi prvky, ktorých existenciu predpovedal ruský chemik a tvorca periodickej tabuľky prvkov Dmitrij Ivanovič Mendelejev. V roku 1869 publikoval článok o predkladaných vlastnostiach dovtedy neobjaveného prvku, ktorý naznal ekabor.

Objav skandia učinil švédsky chemik Lars Fredrick Nilson v roku 1879 pomocou spektrálnej analýzy, keď v spektre zmesi prvkov vzácnych zemín z minerálov euxtenitu a gadolinitu objavil dovtedy neznáme spektrálne línie. Rozkladom týchto minerálov a chemickým delením vzniknutej zmesi sa mu podarilo získať 2 g vysoko čistého oxidu skanditého Sc2O3.

Čisté kovové elementárne skandium bolo pripravené až v roku 1937 elektrolýzou taveniny zmesi draslíka, lítia a chloridu skanditého ScCl3 pri teplote 700-800 °C na volfrámovej elektróde.

[úprava] Základne fyzikálno-chemické vlastnosti

Skandium je strieborne biely, mäkký a výrazne ľahký kovový prvok, podobný svojimi vlastnosťami hliníku, titánu a lantanoidom.

Chemicky je pomerne stále, na vzduchu sa pomaly pokrýva vrstvičkou nažltlého oxidu, ktorý ho chráni pred ďalšou koróziou. Je odolné voči pôsobeniu vlhkosti a vody, rovnako odoláva aj pôsobeniu oxidačných kyselín.

[úprava] Výskyt v prírode

Skandium sa vyskytuje v prírode v relatívne veľkom množstve. Jeho priemerný obsah v zemskej kôre sa pohybuje v rozmedzí 5-22 mg Sc/kg. V morskej vode je jeho obsah pomerne nízky, približne 0,00004 mg/l. Vo vesmíre pripadá jeden atóm skandia na približne na 1 miliardu atómov vodíka.

Hoci neexistujú žiadne veľké ložiská rúd s vysokým obsahom skandia, značné množstvo sa získava pri spracovaní uránových rúd. Existuje len jeden nerast obsahujúci väčšie množstvo skandia - tortveitit Sc2Si2O7, ktorého najväčšie náleziská sa nachádzajú v Nórsku.

[úprava] Výroba a použitie

Vzhľadom na to, že skandium nemá žiadny veľký technický význam, vyrába sa iba v malom množstve. Z väčšej časti sa získava z odpadu pri spracovaní uránových rúd, ďalším zdrojom je tortveitit, ktorý obsahuje 35-40% oxidu skanditého.

Skandium sa používa pri výrobe vysoko intenzívnych zdrojov svetla, rádioaktívny izotop 46Sc sa používa pri rafinácii ropy. Najväčšie využitie nachádza v zliatinách s hliníkom, ktoré sa používajú v leteckom priemysle a pri výrobe športového vybavenie (bicykle, bejzbalové pálky, ...). Používa sa tiež ako konštrukčný kov v kozmonautike.

[úprava] Izotopy

Prírodné skandium obsahuje len jeden stabilný izotop 45Sc. Ďalej je známych dohromady 13 rádioizotopov, z ktorých najstabilnejším je 46Sc (polčas rozpadu je 83,79 dní). 47Sc má polčas rozpadu 3.3492 dní a 48Sc len 43,67 hodín. Ostatné izotopy majú polčas rozpadu kratší ako 4 hodiny a väčšina z nich dokonca menej ako 2 minúty. Tento prvok má tiež päť metastavov, z ktorých najpodstatnejší je 44mSc (polčas rozpadu 58,6 hod.).

Atómová hmotnosť izotopov skandia sa pohybuje od 39,978 amu (40Sc) do 53,963 amu (54Sc).

Wikimedia Commons ponúka multimediálny obsah k téme
Skandium