Скандий (Sc): свойства и приложения

protection click fraud

THE скандий, символ Sc, атомен номер 21, е a преходен метал, който отваря жгрупа 3 от Периодичната таблица. Това беше един от елементите, предсказани от Менделеев в неговата версия на Периодичната таблица. Той остави пространство между калций и титан за елемент, който по това време наричаше екаборо.

скандий е по-изобилни в Слънцето, отколкото в земната кора, а малко са рудите с високо съдържание на скандий. Thortveitite е пример за тези минерали и поради своята рядкост става по-скъп от златото през 50-те години на миналия век.

Има малко приложения за скандий, но е известно е в състояние да подобри свойствата на алуминий когато формират лига. В Съединените щати се използва при производството на спортно оборудване, като каски и бейзболни бухалки.

Прочетете също: Волфрам - преходен метал, който има най-висока точка на топене сред металите

Резюме на скандий

  • Скандият е преходен метал, разположен в група 3 на периодичната таблица.

  • Предсказано е от Менделеев, получавайки името на екаборо.

  • Тя е по-изобилна в Слънцето, отколкото в земната кора.

  • instagram story viewer
  • Скандият е разпространен като компонент в няколко минерала, а рудите с високо съдържание на скандий са рядкост.

  • Скандият има малко приложения, но се използва за подобряване на свойствата на алуминия, лампите с висока яркост и производството на спортно оборудване.

свойства на скандий

  • символ: Sc.

  • атомно число: 21.

  • атомна маса: 44,956 m.u.

  • Точка на сливане: 1539°С.

  • Точка на кипене: 2832°С.

  • Електронно разпространение: [Въздух] 4 сек21.

  • електроотрицателност: 1,36.

  • Химическа серия: преходен метал; група 3.

Характеристики на скандий

Скандият е а метал с ниска твърдост (лесно се надраска) и сив на цвят. Удивително е, че той има повече прилики с металния алуминий, отколкото с други метали от група 3 - например тенденцията да образува само тривалентни катиони.

Проба от метален скандий.
Проба от метален скандий.

По отношение на реактивността, този метал разтваря се както в киселинни, така и в алкални разтвори, в допълнение към комбинирането с халогени. Друга важна реакция, която скандият може да проведе, е с азотен газ, N2, образувайки ScN.

скандия не играе важна роля в биосфераи досега не е известно нито едно живо същество да се нуждае от скандий за своето оцеляване или развитие. Количеството скандий, влизащ в хранителните вериги, е много ниско, в диапазона от десети от микрограма.

Появата и получаването на скандий

99,99% проба от скандий.
99,99% проба от скандий.

скандия има по-голямо космическо изобилие от земното. Смята се, че скандият е 23-ият най-разпространен елемент в света. сЗдравейте, докато е 50-ият най-разпространен в земната кора, в концентрация, близка до тази на оловото.

Въпреки това, за разлика от водя, скандият е много разпръснат в земната кора, тъй като няма геоложки процеси, които да го концентрират и следователно присъства в малки количества в няколко минерала. Това ниско участие прави метала обикновено се получава като страничен продукт от преработката на уран, чието съдържание на Sc може да достигне около 5 ppm (части на милион, или mg/kg) в уранови разтвори.

Има скандиева руда, която е рядка, чието съдържание е високо (може да достигне 34% в скандия, скандиев оксид III, Sc2THE3). Името му е thortveitita, състав Sc2да2THE7, често срещан в Ивланд, Норвегия. Нейната рядкост е такава, че през 50-те години на миналия век пробите от тази руда се продават на стойност над нейното тегло в злато.

скандий може да се получи и от редкоземни метали (лантаниди) чрез утаяване на скандиев и калиев сулфат, който е слабо разтворим във вода, или чрез извличане на скандиев тиоцианат с диетилов етер.

любопитно е, Чаените листа имат по-високо съдържание на скандий от другите растения, макар и в малка концентрация от 140 ppb, тоест 140 mg на тон. Обяснението за този факт е, че чаените листа вероятно не правят химическа разлика между алуминия, от който се нуждаят, и скандия.

Вижте го в нашия подкаст:Твърд като диамант: какво означава това?

скандиеви приложения

Като цяло употребата на скандий е доста ограничена. Една от употребите му е да производство на лампи с голям светлинен капацитет, тъй като при добавяне на скандиев йодид към живака в парни лампи на този елемент се получава високоефективен източник на светлина, подобен на слънчевата светлина. Такива устройства могат да се използват като рефлектори за спортни събития, например.

Добавянето на 0,5% Sc в алуминия увеличава здравината на този метал, запазвайки неговата лекота и също така повишава неговата точка на топене с 800 °C. Такива свойства позволяват например сплавта да бъде заварена, нещо, което не е възможно с чист алуминий.

THE Русия дори съхранява скандий по стратегически причини, тъй като много части от бойните самолети МиГ се произвеждат от скандиеви сплави.

 Изтребител МиГ-35 руско производство.
 Изтребител МиГ-35 руско производство.

В Съединените щати скандиевите сплави се използват при производството на спортно оборудване като бейзболни бухалки, пръчки за лакрос и рамки за велосипеди.

история на скандия

През 1869 г., когато разработва периодичната таблица, руският химик Дмитрий Менделеев оставя пропуски в създаването й, оправдавайки се, че те ще бъдат запълнени от елементи, които тепърва ще бъдат открити. През 1871 г. Менделеев прогнозира, че в пропастта между калций и титан, ще има елемент с атомна маса близка до 44 c.u., давайки му името на екаборо. Префиксът eka- означава „един“ на санскрит и на практика означава „първият, който следва“, тоест елементът под бор.

Още през 1879 г. шведският химик Ларс Фредрик Нилсън, докато анализира проби от минерала еуксенит и други редкоземни остатъци, открива скандиев оксид, наречен скандия. Тогава Нилсън забелязал, че един от извлечените метали има спектрални линии на непознат досега елемент. Спектралните линии са резултат от спектроскопичен анализ, техника, широко използвана за идентифициране на химични елементи.

Също през същата година шведът Per Teodor Cleve успява да изолира известно количество скандий и по този начин да определи неговия атомна маса, потвърждавайки, че това е екаборо на Менделеев. THE нов елемент е наречен скандий, по отношение на региона на Скандинавия.

Решени упражнения върху скандий

Въпрос 1

Електронната конфигурация на метала скандий, 21Sc, в основното си състояние е:

а) 1s2 2s2 2стр6 3s2 3п6 4s21

б) 1s2 2s2 2стр6 3s2 3п6 3d3

в) 1s2 2s2 2стр6 3s2 3п5 4s14

г) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 4s15

Отговор:

когато правите електронно разпределение скандий, разбираме, че той има атомен номер 21, тоест 21 протона. В основно състояние броят на протони е равно на броя на електрони, тъй като атомът е електрически неутрален. По този начин 21 електрона трябва да бъдат разпределени в поднивата. Подниво може да получи електрон само ако предишното е напълно запълнено. Следователно правилното разпределение е това в буквата А.

въпрос 2

През 1871 г. руският химик Дмитрий Менделеев, изобретател на периодичната таблица, предсказва съществуването на елемент, който поради масата си трябва да бъде между калций и титан. Тогава този елемент беше наречен екаборо от Менделеев. Понастоящем този елемент вече е в периодичната таблица, като първоначално е открит от Ларс Фредрик Нилсън през 1879 г.

Този елемент е:

а) бор.

б) скандий.

в) ванадий.

г) стронций.

д) тантал.

Отговор

При оценката на Периодичната таблица се отбелязва, че елементът, който е между калций и титан, е елементът скандий (буква B), който всъщност е предсказан от Менделеев като екаборо.

От Стефано Араужо Новаис
Учител по химия

Teachs.ru

Минимален общ множествен (MMC)

О минимално общо множествено число (MMC) между две цели числа x и y е най-малкото цяло число, кое...

read more

Конфликт между разума и вярата. Конфликтът между разума и вярата през цялата история

Традиционно главата на Историята на човечеството на тема „конфликт между разума и вярата“ се прип...

read more
Морбили: предаване, симптоми и профилактика

Морбили: предаване, симптоми и профилактика

Дребна шарка е заболяване, причинено от вирус които могат да се предават от един човек на друг чр...

read more
instagram viewer