THE skandium, symboli Sc, atominumero 21, on a siirtymämetalli, joka avaa gryhmä 3 Jaksollinen järjestelmä. Se oli yksi elementeistä, joita Mendeleev ennusti jaksollisen järjestelmän versiossaan. Hän jätti tilan kalsiumin ja titaanin väliin elementille, jota hän tuolloin kutsui ekaboro.
skandium on runsaammin auringossa kuin maankuoressa, ja harvat ovat malmeja, joissa on korkea skandiumpitoisuus. Thortveitiitti on esimerkki näistä mineraaleista, ja harvinaisuutensa vuoksi siitä tuli kultaa kalliimpi 1950-luvulla.
Skandiumilla on vähän käyttötarkoituksia, mutta se tiedetään pystyy parantamaan ominaisuuksia alumiini kun he muodostavat liigan. Yhdysvalloissa sitä on käytetty urheiluvälineiden, kuten kypärien ja pesäpallomailojen, valmistukseen.
Lue myös: Volframi - siirtymämetalli, jolla on metallien korkein sulamispiste
Scandium yhteenveto
Scandium on siirtymämetalli, joka sijaitsee jaksollisen järjestelmän ryhmässä 3.
Sen ennusti Mendelejev, joka sai nimen ekaboro.
Sitä on enemmän auringossa kuin maankuoressa.
Skandium on jakautunut komponenttina useisiin mineraaleihin, ja malmit, joissa on korkea skandiumpitoisuus, ovat harvinaisia.
Scandiumilla on vähän käyttötarkoituksia, mutta sitä käytetään alumiinin ominaisuuksien parantamiseen, kirkkaisiin lamppuihin ja urheiluvälineiden valmistukseen.
skandiumin ominaisuudet
Symboli: Sc.
atominumero: 21.
atomimassa: 44 956 m.u.
Fuusiopiste: 1539 °C.
Kiehumispiste: 2832 °C.
Sähköinen jakelu: [Ilma] 4s2 3d1.
elektronegatiivisuus: 1,36.
Kemiallinen sarja: siirtymämetalli; ryhmä 3.
Scandiumin ominaisuudet
Scandium on a matalakovuus metalli (helposti naarmuuntunut) ja väriltään harmaa. Hämmästyttävää kyllä, sillä on enemmän yhtäläisyyksiä alumiinimetallin kanssa kuin muiden ryhmän 3 metallien kanssa - esimerkiksi taipumus muodostaa vain kolmiarvoisia kationeja.
Mitä tulee reaktiivisuuteen, tämä metalli liukenee sekä happamiin että emäksisiin liuoksiinkanssa yhdistämisen lisäksi halogeenit. Toinen tärkeä reaktio, jonka skandium pystyy suorittamaan, on typpikaasulla, N2, muodostaen ScN: n.
skandium sillä ei ole tärkeätä roolia biosfääri, ja toistaiseksi yhdenkään elävän olennon ei tiedetä tarvitsevan skandiumia selviytyäkseen tai kehittyäkseen. Ravintoketjuihin pääsevän skandiumin määrä on hyvin alhainen, mikrogramman kymmenesosissa.
Skandiumin esiintyminen ja saaminen
skandium on suurempi kosminen runsaus kuin maanpäällinen. Scandiumin arvioidaan olevan maailman 23. yleisin alkuaine. sHei, kun taas se on 50. runsain alueella Maankuori, pitoisuudessa, joka on lähellä lyijyn pitoisuutta.
Kuitenkin, toisin kuin johtaa, skandium on hyvin hajallaan kaikkialla maankuoressa, koska siinä ei ole geologisia prosesseja, jotka tiivistävät sitä ja siksi sitä on pieniä määriä useissa mineraaleissa. Tämä alhainen osallistuminen tekee metallin saadaan yleisesti uraanin käsittelyn sivutuotteena, jonka Sc-pitoisuus voi olla noin 5 ppm (miljoonasosaa eli mg/kg) uraaniliuoksissa.
Siellä on harvinaista skandiummalmia, jonka pitoisuus on korkea (voi saavuttaa 34 % Scandiassa, skandiumoksidi III, Sc2THE3). Sen nimi on thortveitita, sävellys Sc2Joo2THE7, löytyy yleisesti Ivelandista, Norjasta. Sen harvinaisuus on niin suuri, että 1950-luvulla näytteitä tästä malmista myytiin kullan painoa suuremmalla hinnalla.
Scandium voidaan saada myös harvinaisista maametalleista (lantanidit) saostamalla skandium- ja kaliumsulfaattia, joka on huonosti veteen liukeneva, tai uuttamalla skandiumtiosyanaattia dietyylieetterillä.
Uteliaana, Teelehdissä on korkeampi skandiumpitoisuus kuin muissa kasveissa, vaikkakin pienellä pitoisuudella 140 ppb eli 140 mg tonnia kohti. Selitys tälle tosiasialle on, että teelehdet eivät todennäköisesti tee kemiallista eroa tarvitsemansa alumiinin ja skandiumin välillä.
Katso se podcastistamme:Kova kuin timantti: mitä se tarkoittaa?
skandium-sovelluksia
Yleisesti ottaen skandiumin käyttötarkoitukset ovat melko rajallisia. Yksi sen käyttötavoista on suuritehoisten lamppujen valmistus, koska kun skandiumjodidia lisätään elohopeaan tämän elementin höyrylampuissa, saadaan korkeatehoinen valonlähde, joka muistuttaa auringonvaloa. Tällaisia laitteita voidaan käyttää heijastimina esimerkiksi urheilutapahtumissa.
0,5 % Sc: n lisääminen alumiiniin lisää tämän metallin lujuutta, säilyttää sen keveyden ja nostaa myös sen sulamispistettä 800 °C. Tällaiset ominaisuudet mahdollistavat esimerkiksi metalliseoksen hitsauksen, mikä ei ole mahdollista puhtaalla alumiinilla.
THE Venäjä jopa varastoi skandiumia strategisista syistä, koska monet MiG-hävittäjälentokoneiden osat on valmistettu skandiumiseoksista.
Yhdysvalloissa skandiumseoksia käytetään urheiluvälineiden, kuten pesäpallomailojen, lacrossemailojen ja polkupyörien runkojen, valmistuksessa.
skandiumin historia
Vuonna 1869 kehittäessään jaksollista järjestelmää venäläinen kemisti Dmitri Mendelejev jätti sen luomiseen aukkoja perustellen, että ne täytettäisiin elementeillä, joita ei vielä löydetä. Vuonna 1871, Mendelejev ennusti, että välissä kalsiumia ja titaani, olisi alkuaine, jonka atomimassa on lähellä 44 c.u., antamalla sille nimen ekaboro. Etuliite eka- tarkoittaa sanskritin kielellä "yksi" ja käytännössä merkitsi "ensimmäisenä seuraajaa", eli boorin alapuolella olevaa elementtiä.
Jo vuonna 1879 ruotsalainen kemisti Lars Fredrik Nilson löysi skandiumoksidin, jota kutsutaan skandiaksi, analysoidessaan näytteitä euxeniitin ja muiden harvinaisten maametallien jäämistä. Sitten Nilson huomasi, että yhdessä uutetuista metalleista oli tähän asti tuntemattoman alkuaineen spektriviivoja. Spektriviivat olivat tuloksia spektroskooppisesta analyysistä, tekniikasta, jota käytetään laajalti kemiallisten alkuaineiden tunnistamiseen.
Myös samana vuonna ruotsalainen Per Teodor Cleve onnistui eristämään skandiumin määrän ja siten määrittämään sen atomimassa, vahvisti, että se oli ekaboro Mendelejevistä. THE uusi alkuaine nimettiin skandiumiksi viitaten Skandinavian alueeseen.
Ratkaistiin harjoituksia skandiumilla
Kysymys 1
skandiummetallin elektronikonfiguraatio, 21Sc perustilassaan on:
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
Vastaa:
kun teet sähköinen jakelu Scandium, ymmärrämme, että sen atominumero on 21, eli 21 protonia. Perustilassa numero protonit on yhtä suuri kuin määrä elektroneja, koska atomi on sähköisesti neutraali. Näin ollen 21 elektronia täytyy jakaa alatasoille. Alataso voi vastaanottaa elektronin vain, jos edellinen on täynnä. Näin ollen oikea jakauma on kirjaimessa A.
kysymys 2
Vuonna 1871 venäläinen kemisti Dmitri Mendelejev, jaksollisen järjestelmän keksijä, ennusti alkuaineen olemassaolon, jonka pitäisi olla massansa vuoksi kalsiumin ja titaanin välissä. Tätä elementtiä kutsuttiin sitten ekaboro kirjoittanut Mendelejev. Tällä hetkellä tämä elementti on jo jaksollisessa taulukossa, ja Lars Fredrik Nilson löysi sen alun perin vuonna 1879.
Tämä elementti on:
a) boori.
b) skandium.
c) vanadiini.
d) strontium.
e) tantaali.
Vastaa
Jaksollista järjestelmää arvioitaessa huomioidaan, että kalsiumin ja titaanin välissä oleva alkuaine on skandium (kirjain B), jonka Mendelejev itse asiassa ennusti mm. ekaboro.
Kirjailija: Stefano Araújo Novais
Kemian opettaja