LA scandium, symbole Sc, numéro atomique 21, est un métal de transition qui ouvre le ggroupe 3 de Tableau périodique. C'était l'un des éléments prédits par Mendeleïev dans sa version du tableau périodique. Il a laissé un espace entre le calcium et le titane pour un élément qu'il appelait à l'époque ékaboro.
le scandium est plus abondant dans le Soleil que dans la croûte terrestre, et rares sont les minerais à forte teneur en scandium. La thortveitite est un exemple de ces minéraux et, en raison de sa rareté, elle est devenue plus chère que l'or dans les années 1950.
Il y a peu d'utilisations du scandium, mais on sait qu'il est capable d'améliorer les propriétés de aluminium quand ils forment une ligue. Aux États-Unis, il a été utilisé dans la fabrication d'équipements sportifs, tels que des casques et des battes de baseball.
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Résumé du scandium
Le scandium est un métal de transition situé dans le groupe 3 du tableau périodique.
Il a été prédit par Mendeleev, recevant le nom de ékaboro.
Il est plus abondant dans le Soleil que dans la croûte terrestre.
Le scandium est distribué en tant que composant dans plusieurs minéraux, et les minerais à forte teneur en scandium sont rares.
Le scandium a peu d'utilisations, mais il est utilisé pour améliorer les propriétés de l'aluminium, les lampes à haute luminosité et la production d'équipements sportifs.
propriétés du scandium
symbole: Se.
numéro atomique: 21.
masse atomique: 44 956 u.m.
Point de fusion: 1539°C.
Point d'ébullition: 2832°C.
Distribution électronique: [Air] 4s2 3d1.
électronégativité: 1,36.
Série chimique : métal de transition; groupe 3.
Caractéristiques du scandium
Le scandium est un métal de faible dureté (facilement rayé) et de couleur grise. Étonnamment, il présente plus de similitudes avec l'aluminium métallique qu'avec les autres métaux du groupe 3 - par exemple, la tendance à ne former que des cations trivalents.
En termes de réactivité, ce métal se dissout dans les solutions acides et alcalines, en plus de combiner avec halogènes. Une autre réaction importante que le scandium est capable de réaliser est avec l'azote gazeux, N2, formant le ScN.
le scandium ne joue aucun rôle important dans biosphère, et jusqu'à présent, aucun être vivant n'a besoin de scandium pour sa survie ou son développement. La quantité de scandium entrant dans les chaînes alimentaires est très faible, de l'ordre de dixièmes de microgramme.
Occurrence et obtention de scandium
le scandium a une plus grande abondance cosmique que terrestre. On estime que le scandium est le 23e élément le plus abondant au monde. sBonjour, alors qu'il est le 50e plus abondant dans le la croûte terrestre, à une concentration proche de celle du plomb.
Cependant, contrairement au mener, le scandium est très dispersé dans la croûte terrestre, car il n'y a pas de processus géologiques qui le concentrent et, par conséquent, il est présent en petites quantités dans plusieurs minéraux. Cette faible participation rend le métal est généralement obtenu comme sous-produit du traitement de l'uranium, dont la teneur en Sc peut atteindre environ 5 ppm (parties par million, ou mg/kg) dans les solutions d'uranium.
Il existe un minerai de scandium, qui est rare, dont la teneur est élevée (peut atteindre 34% en scandia, oxyde de scandium III, Sc2LA3). Son nom est thortveitita, composition Sc2Oui2LA7, communément trouvé en Iveland, Norvège. Sa rareté est telle que, dans les années 1950, des échantillons de ce minerai étaient vendus pour une valeur supérieure à son poids en or.
Scandium peut également être obtenu à partir de métaux de terres rares (lanthanides) en précipitant le sulfate de scandium et de potassium, peu soluble dans l'eau, ou en extrayant le thiocyanate de scandium à l'aide d'éther diéthylique.
Avec curiosité, Les feuilles de thé ont une teneur en scandium plus élevée que les autres plantes, bien qu'à une infime concentration de 140 ppb, soit 140 mg par tonne. L'explication de ce fait est que les feuilles de thé ne font probablement pas de distinction chimique entre l'aluminium, dont elles ont besoin, et le scandium.
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demandes de scandium
En général, les utilisations du scandium sont assez limitées. L'une de ses utilisations est de fabrication de lampes à haute capacité lumineuse, car lorsque l'iodure de scandium est ajouté au mercure dans les lampes à vapeur de cet élément, une source lumineuse à haut rendement, similaire à la lumière du soleil, est obtenue. De tels dispositifs peuvent être utilisés comme réflecteurs pour des événements sportifs, par exemple.
L'ajout de 0,5% de Sc dans l'aluminium augmente la résistance de ce métal, en maintenant sa légèreté et en augmentant également son point de fusion de 800 °C. De telles propriétés permettent, par exemple, de souder l'alliage, ce qui n'est pas possible avec de l'aluminium pur.
LA La Russie stocke même du scandium pour des raisons stratégiques, car de nombreuses pièces des avions de chasse MiG sont fabriquées avec des alliages de scandium.
Aux États-Unis, les alliages de scandium sont utilisés dans la fabrication d'équipements sportifs tels que les battes de baseball, les bâtons de crosse et les cadres de vélo.
histoire du scandium
En 1869, lors de l'élaboration du tableau périodique, le chimiste russe Dmitri Mendeleev a laissé des lacunes dans sa création, justifiant qu'elles seraient comblées par des éléments encore à découvrir. En 1871, Mendeleev a prédit que dans l'écart entre calcium et titane, il y aurait un élément avec une masse atomique proche de 44 u.c., en lui donnant le nom de ékaboro. Le préfixe eka- signifie « un » en sanskrit et indique en pratique « le premier à suivre », c'est-à-dire l'élément situé sous le bore.
Dès 1879, le chimiste suédois Lars Fredrik Nilson, tout en analysant des échantillons d'euxénite minérale et d'autres résidus de terres rares, découvrit l'oxyde de scandium, appelé scandia. Nilson a alors remarqué que l'un des métaux extraits avait des raies spectrales d'un élément jusqu'alors inconnu. Les raies spectrales étaient le résultat d'une analyse spectroscopique, une technique largement utilisée pour identifier les éléments chimiques.
La même année également, le Suédois Per Teodor Cleve réussit à isoler une quantité de scandium et ainsi déterminer sa masse atomique, confirmant que c'était le ékaboro de Mendeleev. LA nouvel élément a été nommé scandium, en référence à la région de la Scandinavie.
Exercices résolus sur le scandium
question 1
La configuration électronique du métal scandium, 21Sc, dans son état fondamental est :
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
Répondre:
quand on fait le distribution électronique scandium, on se rend compte qu'il a le numéro atomique 21, c'est-à-dire 21 protons. A l'état fondamental, le nombre de protons est égal au nombre de électrons, car l'atome est électriquement neutre. Ainsi, 21 électrons doivent être répartis dans les sous-niveaux. Un sous-niveau ne peut recevoir un électron que si le précédent est entièrement rempli. Ainsi, la distribution correcte est celle de la lettre A.
question 2
En 1871, le chimiste russe Dmitri Mendeleïev, inventeur du tableau périodique, prédit l'existence d'un élément qui devrait se situer, du fait de sa masse, entre le calcium et le titane. Cet élément s'appelait alors ékaboro par Mendeleïev. Actuellement, cet élément est déjà dans le tableau périodique, découvert initialement par Lars Fredrik Nilson en 1879.
Cet élément est :
a) le bore.
b) scandium.
c) vanadium.
d) le strontium.
e) tantale.
Répondre
Lors de l'évaluation du tableau périodique, il est à noter que l'élément qui se situe entre le calcium et le titane est l'élément scandium (lettre B), qui en fait a été prédit par Mendeleev comme ékaboro.
Par Stefano Araújo Novais
Professeur de chimie