EL escandio, símbolo Sc, número atómico 21, es un metal de transición que abre el gramogrupo 3 de Tabla periodica. Fue uno de los elementos predichos por Mendeleev en su versión de la Tabla Periódica. Dejó un espacio entre el calcio y el titanio para un elemento que, en su momento, llamó ekaboro.
escandio es más abundante en el Sol que en la corteza terrestre, y pocos son los minerales con un alto contenido de escandio. La tortveitita es un ejemplo de estos minerales y, debido a su rareza, se volvió más cara que el oro en la década de 1950.
Existen pocos usos para el escandio, pero se sabe que es capaz de mejorar las propiedades de aluminio cuando forman una liga. En los Estados Unidos, se ha utilizado en la fabricación de equipos deportivos, como cascos y bates de béisbol.
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Resumen de escandio
El escandio es un metal de transición ubicado en el grupo 3 de la tabla periódica.
Fue predicho por Mendeleev, recibiendo el nombre de ekaboro.
Es más abundante en el Sol que en la corteza terrestre.
El escandio se distribuye como componente en varios minerales, y los minerales con un alto contenido de escandio son raros.
El escandio tiene pocos usos, pero se usa para mejorar las propiedades del aluminio, las lámparas de alto brillo y la producción de equipos deportivos.
propiedades del escandio
Símbolo: Esc.
número atómico: 21.
masa atomica: 44.956 um
Punto de fusión: 1539°C.
Punto de ebullición: 2832°C.
distribución electrónica: [Aire] 4s2 3d1.
electronegatividad: 1,36.
Serie química: metal de transición; grupo 3
Características del escandio
El escandio es un metal de baja dureza (se raya fácilmente) y de color gris. Sorprendentemente, tiene más similitudes con el aluminio metálico que con otros metales del grupo 3; por ejemplo, la tendencia a formar solo cationes trivalentes.
En términos de reactividad, este metal se disuelve tanto en soluciones ácidas como alcalinas, además de combinar con halógenos. Otra reacción importante que puede llevar a cabo el escandio es con gas nitrógeno, N2, formando la ScN.
el escandio no juega un papel importante en la biosfera, y hasta el momento, no se sabe que ningún ser vivo necesite escandio para su supervivencia o desarrollo. La cantidad de escandio que ingresa a las cadenas alimentarias es muy baja, en el rango de décimas de microgramo.
Ocurrencia y obtención de escandio.
el escandio tiene una mayor abundancia cósmica que la terrestre. Se estima que el escandio es el elemento número 23 más abundante en el mundo. sHola, mientras que es el 50º más abundante en el la corteza terrestre, en una concentración cercana a la del plomo.
Sin embargo, a diferencia del Plomo, el escandio se encuentra muy disperso por toda la corteza terrestre, ya que no existen procesos geológicos que lo concentren y, por tanto, está presente en pequeñas cantidades en varios minerales. Esta baja participación hace que el metal se obtiene comúnmente como un subproducto del procesamiento de uranio, cuyo contenido de Sc puede alcanzar unas 5 ppm (partes por millón o mg/kg) en soluciones de uranio.
Hay un mineral de escandio, que es raro, cuyo contenido es alto (puede llegar al 34% en escandio, óxido de escandio III, Sc2EL3). Su nombre es thortveitita, composición Sc2sí2EL7, comúnmente encontrado en iveland, noruega. Su rareza es tal que, en la década de 1950, las muestras de este mineral se vendían por un valor superior a su peso en oro.
Escandio también se puede obtener de metales de tierras raras (lantánidos) precipitando escandio y sulfato de potasio, que es poco soluble en agua, o extrayendo tiocianato de escandio con éter dietílico.
Curiosamente, Las hojas de té tienen un mayor contenido de escandio que otras plantas., aunque a una diminuta concentración de 140 ppb, es decir, 140 mg por tonelada. La explicación de este hecho es que las hojas de té probablemente no hacen una distinción química entre el aluminio, que necesitan, y el escandio.
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aplicaciones de escandio
En general, los usos del escandio son bastante limitados. Uno de sus usos es para fabricación de lámparas de alta capacidad luminosa, porque cuando se añade yoduro de escandio al mercurio en lámparas de vapor de este elemento, se obtiene una fuente de luz de alta eficiencia, similar a la luz solar. Dichos dispositivos se pueden utilizar como reflectores para eventos deportivos, por ejemplo.
La adición de un 0,5% de Sc en el aluminio aumenta la resistencia de este metal, manteniendo su ligereza y aumentando también su punto de fusión en 800 °C. Tales propiedades permiten, por ejemplo, que la aleación se suelde, algo que no es posible con el aluminio puro.
EL Rusia incluso almacena escandio por razones estratégicas, ya que muchas partes de los aviones de combate MiG se fabrican con aleaciones de escandio.
En los Estados Unidos, las aleaciones de escandio se utilizan en la fabricación de equipos deportivos como bates de béisbol, palos de lacrosse y cuadros de bicicletas.
historia del escandio
En 1869, al desarrollar la Tabla Periódica, el químico ruso Dmitri Mendeleev dejó vacíos en su creación, justificando que serían llenados por elementos aún por descubrir. En 1871, Mendeleev predijo que en la brecha entre calcio y titanio, existiría un elemento con una masa atómica cercana a 44 u.c., dándole el nombre de ekaboro. El prefijo eka- significa “uno” en sánscrito y en la práctica indicaba “el primero en seguir”, es decir, el elemento por debajo del boro.
Ya en 1879, el químico sueco Lars Fredrik Nilson, mientras analizaba muestras del mineral euxenita y otros residuos de tierras raras, descubrió el óxido de escandio, llamado escandia. Nilson luego notó que uno de los metales extraídos tenía líneas espectrales de un elemento hasta ahora desconocido. Las líneas espectrales fueron el resultado del análisis espectroscópico, una técnica ampliamente utilizada para identificar elementos químicos.
También en el mismo año, el sueco Per Teodor Cleve logró aislar una cantidad de escandio y así determinar su masa atomica, confirmando que era el ekaboro de Mendeleiev. EL nuevo elemento fue nombrado escandio, en referencia a la región de Escandinavia.
Ejercicios resueltos de escandio
Pregunta 1
La configuración electrónica del metal escandio, 21Sc, en su estado fundamental es:
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
b) 1 s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3
c) 1 s2 2s2 2p6 3s2 3p5 4s1 3d4
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 4s1 3d5
Respuesta:
al hacer el distribución electrónica escandio, nos damos cuenta de que tiene el número atómico 21, es decir, 21 protones. En el estado fundamental, el número de protones es igual al número de electrones, porque el átomo es eléctricamente neutro. Por lo tanto, 21 electrones deben distribuirse en los subniveles. Un subnivel solo puede recibir un electrón si el anterior está completamente lleno. Así, la distribución correcta es la de la letra A.
Pregunta 2
En 1871, el químico ruso Dmitri Mendeleev, inventor de la Tabla Periódica, predijo la existencia de un elemento que debería estar, por su masa, entre el calcio y el titanio. A este elemento se le llamó entonces ekaboro por Mendeleiev. Actualmente, este elemento ya se encuentra en la Tabla Periódica, siendo inicialmente descubierto por Lars Fredrik Nilson en 1879.
Este elemento es:
a) boro.
b) escandio.
c) vanadio.
d) estroncio.
e) tantalio.
Respuesta
Al evaluar la Tabla Periódica, se nota que el elemento que se encuentra entre el calcio y el titanio es el elemento escandio (letra B), que de hecho fue predicho por Mendeleev como ekaboro.
Por Stefano Araújo Novais
Profesor de química
