Skandium
Z Wikipédie
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 | 160 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referencie |
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).
H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||
Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||
Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||
Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Uub | Uut | Uuq | Uup | Uuh | Uus | Uuo |
Alkalické kovy | Kovy alk. zemín | Lantanoidy | Aktinoidy | Prechodné prvky | Kovy | Polokovy | Nekovy | Halogény | Vzácne plyny |