THE skandium, sümbol Sc, aatomnumber 21, on a siirdemetall, mis avab grühm 3 Perioodilisustabel. See oli üks elemente, mida Mendelejev oma perioodilise tabeli versioonis ennustas. Ta jättis kaltsiumi ja titaani vahele ruumi elemendi jaoks, mida ta tol ajal nimetas ekaboro.
skandium on Päikeses rohkem kui maakooresja vähesed on kõrge skandiumisisaldusega maagid. Thortveitiit on nende mineraalide näide ja oma harulduse tõttu muutus see 1950. aastatel kullast kallimaks.
Skandiumil on vähe kasutusviise, kuid see on teada suudab parandada omadusi alumiiniumist kui nad moodustavad liiga. Ameerika Ühendriikides on seda kasutatud spordivarustuse, näiteks kiivrite ja pesapallikurikate valmistamisel.
Loe ka: Volfram – siirdemetall, millel on metallide seas kõrgeim sulamistemperatuur
Scandiumi kokkuvõte
Skandium on perioodilise tabeli 3. rühmas asuv siirdemetall.
Seda ennustas Mendelejev, saades nime ekaboro.
Seda leidub Päikesel rohkem kui maakoores.
Skandiumi leidub komponendina mitmes mineraalis ning suure skandiumisisaldusega maagid on haruldased.
Scandiumil on vähe kasutusvõimalusi, kuid seda kasutatakse alumiiniumi omaduste parandamiseks, suure valgusjõuga lampide ja spordivarustuse tootmiseks.
skandiumi omadused
Sümbol: Sc.
aatomnumber: 21.
aatommass: 44 956 m.u.
Ühinemispunktst°: 1539 °C.
Keemispunkt: 2832 °C.
Elektrooniline levitamine: [Õhk] 4s2 3d1.
elektronegatiivsus: 1,36.
Keemiline seeria: siirdemetall; rühm 3.
Skandiumi omadused
Scandium on a madala kõvadusega metall (kergesti kriimustav) ja halli värvi. Hämmastav on see, et sellel on rohkem sarnasusi alumiiniummetalliga kui teiste 3. rühma metallidega - näiteks kalduvus moodustada ainult kolmevalentseid katioone.
Reaktiivsuse poolest see metall lahustub nii happelistes kui ka aluselistes lahustes, lisaks kombineerimisele halogeenid. Teine oluline reaktsioon, mida skandium suudab läbi viia, on gaasilise lämmastikuga N2, moodustades ScN.
skandium ei mängi selles olulist rolli biosfäär, ja seni pole teada, et ükski elusolend ei vajaks oma ellujäämiseks või arenguks skandiumi. Toiduahelatesse sattuva skandiumi hulk on väga väike, jäädes kümnendiku mikrogrammi vahemikku.
Skandiumi esinemine ja saamine
skandium omab suuremat kosmilist küllust kui maapealsel. Skandium on hinnanguliselt maailmas 23. kohal kõige levinumalt. sTere, samas kui see on arvukuse poolest 50. kohal Maakoor, plii lähedase kontsentratsiooniga.
Kuid erinevalt juhtima, skandium on kogu maakoores väga hajutatud, kuna puuduvad seda kontsentreerivad geoloogilised protsessid ja seetõttu leidub seda väikestes kogustes mitmetes mineraalides. See väike osalus teeb metalli saadakse tavaliselt uraani töötlemise kõrvalsaadusena, mille Sc sisaldus võib ulatuda umbes 5 ppm-ni (miljoniosa ehk mg/kg) uraanilahustes.
On haruldane skandiumimaak, mille sisaldus on kõrge (skandiumis võib ulatuda 34%-ni, skandiumoksiid III, Sc2THE3). Selle nimi on thortveitita, kompositsioon Sc2jah2THE7, mida leidub tavaliselt Norras Ivelandis. Selle haruldus on selline, et 1950. aastatel müüdi selle maagi proove kulla kaalust kõrgema väärtusega.
skandium võib saada ka haruldastest muldmetallidest (lantaniidid) vees halvasti lahustuva skandium- ja kaaliumsulfaadi sadestamisel või skandiumtiotsüanaadi ekstraheerimisel dietüüleetriga.
Uudishimulikult, Teelehtedes on skandiumisisaldus suurem kui teistel taimedel, kuigi väikese kontsentratsiooniga 140 ppb, see tähendab 140 mg tonni kohta. Selle asjaolu seletus seisneb selles, et teelehed ei tee tõenäoliselt keemilist vahet alumiiniumi ja skandiumi vahel.
Vaadake seda meie podcastist:Kõva nagu teemant: mida see tähendab?
skandiumi rakendused
Üldiselt on skandiumi kasutusalad üsna piiratud. Üks selle kasutusaladest on suure valgusvõimsusega lampide tootmine, sest kui selle elemendi aurulampides elavhõbedale lisada skandiumjodiidi, saadakse päikesevalgusele sarnane ülitõhus valgusallikas. Selliseid seadmeid saab kasutada näiteks spordiürituste helkuritena.
0,5% Sc lisamine alumiiniumis suurendab selle metalli tugevust, säilitades selle kerguse ja tõstes ka sulamistemperatuuri 800 °C võrra. Sellised omadused võimaldavad näiteks sulamit keevitada, mis pole puhta alumiiniumiga võimalik.
THE Venemaa varub isegi skandiumi strateegilistel põhjustel, kuna paljud MiG hävitajate osad on valmistatud skandiumisulamitest.
Ameerika Ühendriikides kasutatakse skandiumisulameid spordivarustuse, näiteks pesapallikurikate, lakrossikeppide ja jalgrattaraamide valmistamisel.
skandiumi ajalugu
Vene keemik Dmitri Mendelejev jättis 1869. aastal perioodilist tabelit välja töötades selle loomisel lüngad, põhjendades, et need täituvad veel avastamata elementidega. Aastal 1871 Mendelejev ennustas, et vahe kaltsium ja titaan, oleks element, mille aatommass on ligikaudu 44 c.u., andes sellele nime ekaboro. Eesliide eka tähendab sanskriti keeles "üks" ja praktikas tähistas "esimene, kes järgneb", see tähendab boori all olevat elementi.
Juba 1879. aastal avastas Rootsi keemik Lars Fredrik Nilson mineraali euxeniidi ja teiste haruldaste muldmetallide jääkide proove analüüsides skandiumoksiidi, mida nimetatakse skandiaks. Seejärel märkas Nilson, et ühel ekstraheeritud metallil on seni tundmatu elemendi spektrijooned. Spektrijooned saadi spektroskoopilise analüüsi, keemiliste elementide tuvastamiseks laialdaselt kasutatava tehnika, tulemused.
Ka samal aastal suutis rootslane Per Teodor Cleve eraldada skandiumikoguse ja seega määrata selle aatommass, kinnitades, et see oli ekaboro Mendelejevist. THE uus element sai nimeks skandium, viidates Skandinaavia piirkonnale.
Lahendas harjutusi skandiumil
küsimus 1
skandiummetalli elektronkonfiguratsioon, 21Sc on põhiolekus:
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
Vasta:
tehes elektrooniline levitamine skandium, mõistame, et selle aatomnumber on 21, see tähendab 21 prootonit. Algolekus arv prootonid on võrdne arvuga elektronid, sest aatom on elektriliselt neutraalne. Seega tuleb alamtasanditel jaotada 21 elektroni. Alamtase saab elektroni vastu võtta ainult siis, kui eelmine on täielikult täidetud. Seega on õige jaotus tähes A.
küsimus 2
Vene keemik Dmitri Mendelejev, perioodilise tabeli leiutaja, ennustas 1871. aastal elemendi olemasolu, mis peaks oma massi tõttu olema kaltsiumi ja titaani vahel. Seda elementi kutsuti siis ekaboro Mendelejevi poolt. Praegu on see element juba perioodilises tabelis, mille avastas algselt Lars Fredrik Nilson 1879. aastal.
See element on:
a) boor.
b) skandium.
c) vanaadium.
d) strontsium.
e) tantaal.
Vasta
Perioodilise tabeli hindamisel märgitakse, et kaltsiumi ja titaani vahele jääv element on skandium (täht B), mida Mendelejev tegelikult ennustas kui ekaboro.
Autor Stefano Araújo Novais
Keemia õpetaja
