THE skandium, symbol Sc, atomové číslo 21, je a přechodový kov, který otevírá Gskupina 3 Periodická tabulka. Byl to jeden z prvků, které předpověděl Mendělejev ve své verzi periodické tabulky. Mezi vápníkem a titanem nechal prostor pro prvek, který v té době nazýval ekaboro.
skandium je hojnější na Slunci než v zemské kůřea málo je rud s vysokým obsahem skandia. Thortveitit je příkladem těchto minerálů a díky své vzácnosti se v 50. letech 20. století stal dražším než zlato.
Scandium má jen málo použití, ale je známo je schopen zlepšit vlastnosti hliník když tvoří ligu. Ve Spojených státech se používá při výrobě sportovního vybavení, jako jsou helmy a baseballové pálky.
Čtěte také: Wolfram — přechodný kov, který má nejvyšší bod tání mezi kovy
Shrnutí Scandium
Scandium je přechodný kov nacházející se ve skupině 3 periodické tabulky.
Předpověděl to Mendělejev, který obdržel jméno ekaboro.
Je hojnější na Slunci než v zemské kůře.
Scandium je distribuováno jako složka v několika minerálech a rudy s vysokým obsahem skandia jsou vzácné.
Scandium má málo využití, ale používá se ke zlepšení vlastností hliníku, vysoce svítivých svítilen a výrobě sportovního vybavení.
vlastnosti skandia
Symbol: Sc.
protonové číslo: 21.
atomová hmotnost: 44 956 m.u.
Fúzní bodTeplota tání: 1539 °C.
Bod varu: 2832 °C.
Elektronická distribuce: [Vzduch] 4s2 3d1.
elektronegativita: 1,36.
Chemická řada: přechodný kov; skupina 3.
Charakteristika Scandia
Scandium je a kov s nízkou tvrdostí (snadno poškrábaný) a šedé barvy. Překvapivě má více podobností s kovem hliníku než s jinými kovy skupiny 3 – například tendenci tvořit pouze trojmocné kationty.
Pokud jde o reaktivitu, tento kov rozpouští se v kyselých i alkalických roztocích, kromě kombinace s halogeny. Další důležitou reakcí, kterou je skandium schopno provést, je plynný dusík, N2, tvořící ScN.
skandium nehraje v tom žádnou důležitou roli biosféraa zatím není známo, že by žádná živá bytost potřebovala ke svému přežití nebo rozvoji skandium. Množství skandia vstupujícího do potravních řetězců je velmi nízké, pohybuje se v řádu desetin mikrogramu.
Výskyt a získání skandia
skandium má větší kosmické množství než pozemské. Scandium se odhaduje jako 23. nejrozšířenější prvek na světě. sAhoj, zatímco je 50. nejhojnější v zemská kůrav koncentraci blízké koncentraci olova.
Nicméně, na rozdíl od Véstskandium je velmi rozptýleno v zemské kůře, protože neexistují žádné geologické procesy, které by jej koncentrovaly, a proto je v malých množstvích přítomno v několika minerálech. Tato nízká účast dělá kov se běžně získává jako vedlejší produkt při zpracování uranu, jehož obsah Sc může dosáhnout asi 5 ppm (částic na milion nebo mg/kg) v roztocích uranu.
Existuje skandiová ruda, která je vzácná, jejíž obsah je vysoký (může dosáhnout 34 % u skandií, oxid skandia III, Sc2THE3). Jmenuje se thortveitita, složení Sc2Ano2THE7, který se běžně vyskytuje v norském Islandu. Její vzácnost je taková, že v 50. letech 20. století se vzorky této rudy prodávaly za cenu vyšší než její hmotnost ve zlatě.
Scandium lze také získat z kovů vzácných zemin (lanthanoidy) vysrážením síranu skandia a draselného, který je špatně rozpustný ve vodě, nebo extrakcí thiokyanátu skandia pomocí diethyletheru.
Zvědavě, Čajové lístky mají vyšší obsah skandia než jiné rostliny, i když v nepatrné koncentraci 140 ppb, tedy 140 mg na tunu. Vysvětlení této skutečnosti je, že čajové lístky pravděpodobně chemicky nerozlišují mezi hliníkem, který potřebují, a skandiem.
Podívejte se na náš podcast:Tvrdý jako diamant: co to znamená?
aplikace scandium
Obecně je použití skandia značně omezené. Jedním z jeho použití je výroba žárovek s vysokou svítivostí, protože když se ke rtuti přidá skandium jodid v parních výbojkách tohoto prvku, získá se vysoce účinný zdroj světla, podobný slunečnímu světlu. Taková zařízení mohou být použita jako reflektory například pro sportovní akce.
Přídavek 0,5 % Sc v hliníku zvyšuje pevnost tohoto kovu, zachovává jeho lehkost a také zvyšuje jeho bod tání o 800 °C. Takové vlastnosti umožňují například slitinu svařovat, což u čistého hliníku není možné.
THE Rusko dokonce ze strategických důvodů skladuje skandium, protože mnoho částí stíhaček MiG je vyrobeno ze slitin skandia.
Ve Spojených státech se skandiové slitiny používají při výrobě sportovního vybavení, jako jsou baseballové pálky, lakrosové hole a rámy jízdních kol.
historie skandia
V roce 1869, při vývoji periodické tabulky, zanechal ruský chemik Dmitri Mendělejev v jejím vytvoření mezery, které ospravedlňovaly, že budou vyplněny prvky, které dosud nebyly objeveny. V roce 1871 Mendělejev předpověděl, že v mezeře mezi vápník a titan, existoval by prvek s atomovou hmotností blízkou 44 c.u.s uvedením názvu ekaboro. Předpona eka- znamená v sanskrtu „jeden“ a v praxi označovala „první následovat“, tedy prvek pod bórem.
Již v roce 1879 objevil švédský chemik Lars Fredrik Nilson při analýze vzorků minerálu euxenit a dalších zbytků vzácných zemin oxid skandia zvaný scandia. Nilson si poté všiml, že jeden z vytěžených kovů má spektrální čáry dosud neznámého prvku. Spektrální čáry byly výsledky spektroskopické analýzy, techniky široce používané k identifikaci chemických prvků.
Ve stejném roce se také Švédovi Peru Teodoru Clevovi podařilo izolovat množství skandia a určit tak jeho atomová hmotnost, potvrzující, že se jedná o ekaboro z Mendělejeva. THE nový prvek byl pojmenován scandium, v odkazu na oblast Skandinávie.
Vyřešená cvičení na scandium
Otázka 1
Elektronová konfigurace kovu scandium, 21Sc, v základním stavu je:
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3
c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 4s1 3d4
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 4s1 3d5
Odpověď:
když děláte elektronická distribuce scandium, uvědomíme si, že má atomové číslo 21, tedy 21 protonů. V základním stavu počet protony se rovná počtu elektrony, protože atom je elektricky neutrální. V podúrovních tak musí být rozmístěno 21 elektronů. Podúroveň může přijmout elektron pouze tehdy, je-li předchozí zcela zaplněna. Správná distribuce je tedy ta v písmenu A.
otázka 2
V roce 1871 ruský chemik Dmitri Mendělejev, vynálezce periodické tabulky, předpověděl existenci prvku, který by se měl vzhledem ke své hmotnosti nacházet mezi vápníkem a titanem. Tento prvek byl poté nazván ekaboro od Mendělejeva. V současné době je tento prvek již v periodické tabulce, původně jej objevil Lars Fredrik Nilson v roce 1879.
Tento prvek je:
a) bór.
b) skandium.
c) vanad.
d) stroncium.
e) tantal.
Odpověď
Při hodnocení periodické tabulky je třeba poznamenat, že prvkem, který je mezi vápníkem a titanem, je prvek skandium (písmeno B), který ve skutečnosti předpověděl Mendělejev jako ekaboro.
Autor: Stefano Araújo Novais
Učitel chemie