DAS Scandium, Symbol Sc, Ordnungszahl 21, ist a Übergangsmetall, das die öffnet gGruppe 3 von Periodensystem. Es war eines der Elemente, die Mendelejew in seiner Version des Periodensystems vorhergesagt hatte. Er ließ einen Platz zwischen Kalzium und Titan für ein Element, das er damals nannte Ekaboro.
Scandium ist häufiger in der Sonne als in der Erdkruste, und wenige sind die Erze mit einem hohen Gehalt an Scandium. Thortveitit ist ein Beispiel für diese Mineralien und wurde aufgrund seiner Seltenheit in den 1950er Jahren teurer als Gold.
Es gibt nur wenige Anwendungen für Scandium, aber es ist bekannt ist in der Lage, die Eigenschaften von zu verbessern Aluminium wenn sie eine Liga bilden. In den Vereinigten Staaten wurde es bei der Herstellung von Sportgeräten wie Helmen und Baseballschlägern verwendet.
Lies auch: Wolfram – Übergangsmetall mit dem höchsten Schmelzpunkt unter den Metallen
Scandium Zusammenfassung
Scandium ist ein Übergangsmetall der Gruppe 3 des Periodensystems.
Es wurde von Mendeleev vorhergesagt und erhielt den Namen Ekaboro.
Es kommt in der Sonne häufiger vor als in der Erdkruste.
Scandium ist als Bestandteil in mehreren Mineralien verbreitet, und Erze mit einem hohen Scandiumgehalt sind selten.
Scandium hat nur wenige Verwendungszwecke, wird jedoch zur Verbesserung der Eigenschaften von Aluminium, Lampen mit hoher Helligkeit und zur Herstellung von Sportgeräten verwendet.
Scandium-Eigenschaften
Symbol: SC.
Ordnungszahl: 21.
Atommasse: 44.956 Mio.E.
Fusionspunkt: 1539°C.
Siedepunkt: 2832°C.
Elektronische Verteilung: [Luft] 4s2 3d1.
Elektronegativität: 1,36.
Chemische Reihe: Übergangsmetall; Gruppe 3.
Scandium-Eigenschaften
Scandium ist ein Metall mit geringer Härte (leicht zerkratzt) und grau gefärbt. Erstaunlicherweise hat es mehr Ähnlichkeiten mit Aluminiummetall als mit anderen Metallen der Gruppe 3 – zum Beispiel die Tendenz, nur dreiwertige Kationen zu bilden.
In Bezug auf die Reaktivität dieses Metall löst sich sowohl in sauren als auch in alkalischen Lösungen auf, zusätzlich zur Kombination mit Halogene. Eine weitere wichtige Reaktion, die Scandium durchführen kann, ist mit Stickstoffgas, N2, bilden die ScN.
das Scandium spielt dabei keine große Rolle Biosphäre, und bisher ist kein Lebewesen bekannt, das Scandium für sein Überleben oder seine Entwicklung benötigt. Die Menge an Scandium, die in die Nahrungsketten gelangt, ist sehr gering und liegt im Bereich von Zehntel Mikrogramm.
Vorkommen und Gewinnung von Scandium
das Scandium hat eine größere kosmische Fülle als die irdische. Scandium ist schätzungsweise das 23. häufigste Element der Welt. SHallo, während es das 50. häufigste in der ist Erdkruste, in einer Konzentration nahe der von Blei.
Allerdings im Gegensatz zu den führen, Scandium ist in der Erdkruste sehr weit verbreitet, da es keine geologischen Prozesse gibt, die es konzentrieren, und daher in geringen Mengen in mehreren Mineralien vorhanden ist. Diese geringe Beteiligung macht das Metall aus wird üblicherweise als Nebenprodukt der Uranverarbeitung gewonnen, dessen Sc-Gehalt in Uranlösungen etwa 5 ppm (Teile pro Million oder mg/kg) erreichen kann.
Es gibt ein seltenes Scandiumerz mit hohem Gehalt (kann 34% in Scandia erreichen, Scandiumoxid III, Sc2DAS3). Sein Name ist thortveitita, Komposition Sc2ja2DAS7, häufig in Iveland, Norwegen zu finden. Seine Seltenheit ist so groß, dass in den 1950er Jahren Proben dieses Erzes für einen Wert verkauft wurden, der über seinem Goldgewicht lag.
Scandium können auch aus Seltenerdmetallen gewonnen werden (Lanthaniden) durch Ausfällen von Scandium- und Kaliumsulfat, das in Wasser schwer löslich ist, oder durch Extraktion von Scandiumthiocyanat mit Diethylether.
Seltsamerweise Teeblätter haben einen höheren Scandiumgehalt als andere Pflanzen, wenn auch in einer winzigen Konzentration von 140 ppb, dh 140 mg pro Tonne. Die Erklärung für diese Tatsache ist, dass Teeblätter chemisch wahrscheinlich nicht zwischen Aluminium, das sie benötigen, und Scandium unterscheiden.
Hör es dir in unserem Podcast an:Hart wie ein Diamant: Was bedeutet das?
Scandium-Anwendungen
Im Allgemeinen sind die Verwendungen von Scandium ziemlich begrenzt. Eine seiner Verwendungen ist Herstellung von Lampen mit hoher Lichtleistung, denn wenn Scandiumiodid in Dampflampen dieses Elements zu Quecksilber hinzugefügt wird, erhält man eine hocheffiziente Lichtquelle, ähnlich dem Sonnenlicht. Solche Geräte können beispielsweise als Reflektoren für Sportveranstaltungen verwendet werden.
Die Zugabe von 0,5 % Sc in Aluminium erhöht die Festigkeit dieses Metalls, behält seine Leichtigkeit bei und erhöht auch seinen Schmelzpunkt um 800 °C. Solche Eigenschaften erlauben es beispielsweise, die Legierung zu schweißen, was bei reinem Aluminium nicht möglich ist.
DAS Russland lagert aus strategischen Gründen sogar Scandium, da viele Teile von MiG-Kampfflugzeugen mit Scandiumlegierungen hergestellt werden.
In den Vereinigten Staaten werden Scandiumlegierungen bei der Herstellung von Sportgeräten wie Baseballschlägern, Lacrosseschlägern und Fahrradrahmen verwendet.
Geschichte des Scandiums
1869 ließ der russische Chemiker Dmitri Mendeleev bei der Entwicklung des Periodensystems Lücken bei seiner Entstehung und begründete dies damit, dass sie durch noch zu entdeckende Elemente gefüllt würden. 1871, Mendeleev sagte das in der Lücke dazwischen voraus Kalzium und Titan, gäbe es ein Element mit einer Atommasse von fast 44 c.u., ihm den Namen gebend Ekaboro. Die Vorsilbe eka- bedeutet im Sanskrit „Eins“ und bezeichnet in der Praxis „das Erste, das folgt“, also das Element unter Bor.
Bereits 1879 entdeckte der schwedische Chemiker Lars Fredrik Nilson bei der Analyse von Proben des Minerals Euxenit und anderer Seltenerdrückstände Scandiumoxid, Scandia genannt. Nilson bemerkte dann, dass eines der extrahierten Metalle Spektrallinien eines bisher unbekannten Elements aufwies. Die Spektrallinien waren das Ergebnis einer spektroskopischen Analyse, einer weit verbreiteten Methode zur Identifizierung chemischer Elemente.
Ebenfalls im selben Jahr gelang es dem Schweden Per Teodor Cleve, eine Menge Scandium zu isolieren und so dessen zu bestimmen Atommasse, bestätigt, dass es die war Ekaboro von Mendelejew. DAS Das neue Element wurde in Anlehnung an die Region Skandinavien Scandium genannt.
Gelöste Aufgaben zu Scandium
Frage 1
Die Elektronenkonfiguration von Scandiummetall, 21Sc ist im Grundzustand:
a) 1s2 2s2 2p6 3 Sek2 3p6 4s2 3d1
b) 1s2 2s2 2p6 3 Sek2 3p6 3d3
c) 1s2 2s2 2p6 3 Sek2 3p5 4s1 3d4
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 4s1 3d5
Antwort:
wenn du das machst elektronische Verteilung Scandium erkennen wir, dass es die Ordnungszahl 21 hat, also 21 Protonen. Im Grundzustand ist die Zahl der Protonen ist gleich der Zahl von Elektronen, weil das Atom elektrisch neutral ist. Somit müssen 21 Elektronen auf die Unterebenen verteilt werden. Eine Unterebene kann nur dann ein Elektron aufnehmen, wenn die vorherige vollständig gefüllt ist. Die richtige Verteilung ist also die in Buchstabe A.
Frage 2
1871 sagte der russische Chemiker Dmitri Mendeleev, Erfinder des Periodensystems, die Existenz eines Elements voraus, das aufgrund seiner Masse zwischen Calcium und Titan liegen sollte. Dieses Element wurde dann aufgerufen Ekaboro von Mendelejew. Derzeit befindet sich dieses Element bereits im Periodensystem und wurde erstmals 1879 von Lars Fredrik Nilson entdeckt.
Dieses Element ist:
a) Bor.
b) Scandium.
c) Vanadium.
d) Strontium.
e) Tantal.
Antwort
Bei der Auswertung des Periodensystems wird darauf hingewiesen, dass das Element, das zwischen Calcium und Titan liegt, das Element Scandium (Buchstabe B) ist, das tatsächlich von Mendeleev als vorhergesagt wurde Ekaboro.
Von Stefano Araújo Novais
Chemielehrer