A skandium, Sc szimbólum, 21-es rendszám, a átmeneti fém, amely megnyitja a g3. csoportja Periódusos táblázat. Ez volt az egyik elem, amelyet Mengyelejev megjósolt a periódusos rendszer verziójában. Helyet hagyott a kalcium és a titán között egy elem számára, amelyet akkoriban úgy nevezett ekaboro.
a skandium az nagyobb mennyiségben fordul elő a Napban, mint a földkéregben, és kevés a magas szkandiumtartalmú érc. A Thortveitit ezeknek az ásványoknak a példája, és ritkasága miatt az 1950-es években drágább lett, mint az arany.
A szkandiumnak kevés felhasználási módja van, de ismert tulajdonságait képes javítani alumínium amikor ligát alkotnak. Az Egyesült Államokban sportfelszerelések, például sisakok és baseballütők gyártására használták.
Olvass te is: Volfrám – átmeneti fém, amely a fémek közül a legmagasabb olvadásponttal rendelkezik
Scandium összefoglaló
A szkandium egy átmeneti fém, amely a periódusos rendszer 3. csoportjában található.
Mengyelejev megjósolta, megkapva a nevét ekaboro.
A Napban nagyobb mennyiségben van jelen, mint a földkéregben.
A szkandium komponensként több ásványban is megoszlik, a magas szkandiumtartalmú ércek ritkák.
A Scandiumnak kevés a felhasználása, de az alumínium tulajdonságainak javítására, a nagy fényerejű lámpákra és a sporteszközök gyártására használják.
szkandium tulajdonságai
Szimbólum: Sc.
atomszám: 21.
atomtömeg: 44 956 m.u.
Fúziós pontOlvadáspont: 1539 °C.
Forráspont: Olvadáspont: 2832 °C.
Elektronikus elosztás: [Légi] 4s2 3d1.
elektronegativitás: 1,36.
Kémiai sorozat: átmeneti fém; csoport 3.
A Scandium jellemzői
A Scandium a alacsony keménységű fém (könnyen karcolható) és szürke színű. Meglepő módon több hasonlóságot mutat az alumínium fémmel, mint más 3. csoportba tartozó fémekkel – például az a tendencia, hogy csak háromértékű kationokat képez.
Reaktivitás szempontjából ez a fém savas és lúgos oldatokban egyaránt oldódik, amellett, hogy kombinálja halogének. Egy másik fontos reakció, amelyet a szkandium képes végrehajtani, a nitrogéngáz, az N2, amely az ScN-t alkotja.
a skandium nem játszik fontos szerepet a bioszféra, és ez idáig egyetlen élőlénynek sem volt szüksége szkandiumra a fennmaradásához vagy fejlődéséhez. A táplálékláncokba kerülő szkandium mennyisége nagyon alacsony, a tized mikrogramm tartományba esik.
A szkandium előfordulása és megszerzése
a skandium nagyobb a kozmikus bősége, mint a földinek. A skandium a becslések szerint a 23. legnagyobb mennyiségben előforduló elem a világon. sHelló, míg az 50. legnagyobb mennyiségben a földkéreg, az ólomhoz közeli koncentrációban.
Azonban ellentétben a vezet, a szkandium nagyon szétszórt a földkéregben, mivel nincsenek geológiai folyamatok, amelyek koncentrálják, ezért kis mennyiségben több ásványban is jelen van. Ez az alacsony részvétel teszi a fémet általában az uránfeldolgozás melléktermékeként nyerik, amelynek Sc-tartalma elérheti az 5 ppm-et (parts per million vagy mg/kg) uránoldatokban.
Van egy ritka szkandiumérc, melynek tartalma magas (skandiában elérheti a 34%-ot, szkandium-oxid III, Sc2A3). A neve thortveitita, kompozíció Sc2Igen2A7, általában megtalálható a norvégiai Ivelandban. Olyan ritkasága, hogy az 1950-es években ennek az ércnek a mintáit aranyban kifejezett súlyánál nagyobb értékben értékesítették.
Scandium ritkaföldfémekből is nyerhető (lantanidok) szkandium és kálium-szulfát kicsapásával, amely vízben rosszul oldódik, vagy szkandium-tiocianát extrakciójával dietil-éterrel.
Kíváncsian, A tealevelek szkandiumtartalma magasabb, mint más növényekben, bár apró, 140 ppb-s, azaz 140 mg/tonnás koncentrációban. Ennek a ténynek az a magyarázata, hogy a tealevelek valószínűleg nem tesznek kémiai különbséget az alumínium, amelyre szükségük van, és a szkandium között.
Nézd meg podcastunkban:Kemény, mint a gyémánt: mit jelent?
scandium alkalmazások
Általánosságban elmondható, hogy a szkandium felhasználása meglehetősen korlátozott. Egyik felhasználása az nagy fényerejű lámpák gyártása, mert ha szkandium-jodidot adunk a higanyhoz ennek az elemnek a gőzlámpájában, akkor a napfényhez hasonló, nagy hatásfokú fényforrást kapunk. Az ilyen eszközök például sporteseményeknél használhatók reflektorként.
0,5% Sc alumíniumhoz való hozzáadása megnöveli ennek a fémnek a szilárdságát, megőrzi könnyűségét és 800 °C-kal növeli az olvadáspontját. Az ilyen tulajdonságok lehetővé teszik például az ötvözet hegesztését, ami tiszta alumíniummal nem lehetséges.
A Oroszország stratégiai okokból még skandiumot is raktároz, mivel a MiG vadászrepülőgépek számos alkatrésze skandiumötvözetből készül.
Az Egyesült Államokban a szkandiumötvözeteket sportfelszerelések, például baseballütők, lacrosse-botok és kerékpárvázak gyártásához használják.
a skandium története
1869-ben, a periódusos rendszer kidolgozásakor Dmitrij Mengyelejev orosz kémikus hiányosságokat hagyott a létrehozásában, indokolva, hogy azokat még felfedezésre váró elemekkel töltsék be. 1871-ben Mengyelejev azt jósolta, hogy a közötti résben kalcium és titán, lenne olyan elem, amelynek atomtömege közel 44 c.u., nevet adva neki ekaboro. Az eka- előtag szanszkritul „egyet” jelent, és a gyakorlatban „az első követ”, vagyis a bór alatti elemet jelentette.
Lars Fredrik Nilson svéd kémikus már 1879-ben az euxenit és más ritkaföldfém-maradványok mintáinak elemzése közben felfedezte a szkandium-oxidot, az úgynevezett scandiát. Nilson ekkor vette észre, hogy az egyik kivont fémben egy eddig ismeretlen elem színképvonalai vannak. A spektrumvonalak spektroszkópiai analízis eredményei voltak, amely egy olyan technika, amelyet széles körben alkalmaznak a kémiai elemek azonosítására.
Ugyanebben az évben a svéd Per Teodor Cleve-nek sikerült izolálnia a szkandium mennyiségét, és így meghatározni atomtömeg, megerősítve, hogy ez volt a ekaboro Mengyelejevé. A Az új elem a skandináv régióra utalva a Scandium nevet kapta.
Megoldott gyakorlatokat a skandiumon
1. kérdés
A fém szkandium elektronkonfigurációja, 21Sc, alapállapotában:
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
Válasz:
amikor a elektronikus terjesztés szkandium, rájövünk, hogy atomszáma 21, azaz 21 proton. Alapállapotban a száma protonok számával egyenlő elektronok, mert az atom elektromosan semleges. Így 21 elektront kell elosztani az alszinteken. Egy részszint csak akkor tud elektront fogadni, ha az előző teljesen megtelt. Így a helyes eloszlás az A betűben található.
2. kérdés
1871-ben Dmitrij Mengyelejev orosz kémikus, a periódusos rendszer feltalálója megjósolta egy olyan elem létezését, amelynek tömege miatt a kalcium és a titán között kell lennie. Ezt az elemet akkor hívták ekaboro írta Mengyelejev. Jelenleg ez az elem már szerepel a periódusos rendszerben, először Lars Fredrik Nilson fedezte fel 1879-ben.
Ez az elem:
a) bór.
b) skandium.
c) vanádium.
d) stroncium.
e) tantál.
Válasz
A periódusos rendszer értékelésekor meg kell jegyezni, hogy a kalcium és a titán között lévő elem a szkandium elem (B betű), amelyet valójában Mengyelejev jósolt meg ekaboro.
Írta: Stefano Araújo Novais
Kémia tanár