スカンジウム(Sc):特性と用途

THE スカンジウム、記号Sc、原子番号21は、 開く遷移金属 gのグループ3 周期表. これは、メンデレーエフが周期表の彼のバージョンで予測した要素の1つでした。 彼はカルシウムとチタンの間に、当時彼が呼んだ元素のためのスペースを残しました エカボロ.

スカンジウムは 地球の地殻よりも太陽の方が豊富です、およびスカンジウムの含有量が高い鉱石はほとんどありません。 ソーベタイトはこれらの鉱物の例であり、その希少性のために、1950年代に金よりも高価になりました。

スカンジウムの用途はほとんどありませんが、 の特性を向上させることができます アルミニウム 彼らがリーグを形成するとき。 米国では、ヘルメットや野球用バットなどのスポーツ用品の製造に使用されています。

あまりにも読む: タングステン—金属の中で最も高い融点を持つ遷移金属

スカンジウムの概要

  • スカンジウムは、周期表のグループ3にある遷移金属です。

  • それはメンデレーエフによって予測され、 エカボロ。

  • それは地球の地殻よりも太陽の方が豊富です。

  • スカンジウムはいくつかの鉱物の成分として分布しており、スカンジウム含有量の高い鉱石はまれです。

  • スカンジウムはほとんど用途がありませんが、アルミニウム、高輝度ランプの特性、およびスポーツ用品の製造を改善するために使用されます。

スカンジウムの特性

  • シンボル:Sc。

  • 原子番号: 21.

  • 原子質量:44,956 m.u.

  • 融点:1539°C。

  • 沸点: 2832°C。

  • エレクトロニックディストリビューション:[空気] 4秒2 3D1.

  • 電気陰性度: 1,36.

  • 化学シリーズ: 遷移金属; グループ3。

今やめないで... 広告の後にもっとあります;)

スカンジウムの特性

スカンジウムは 低硬度金属(傷がつきやすい) と灰色。 驚くべきことに、それは他の第3族金属よりもアルミニウム金属との類似性が高く、たとえば、3価の陽イオンのみを形成する傾向があります。

金属スカンジウムサンプル。
金属スカンジウムサンプル。

反応性の面では、この金属 酸性溶液とアルカリ性溶液の両方に溶解します、と組み合わせることに加えて ハロゲン. スカンジウムが実行できるもう1つの重要な反応は、窒素ガスNを使用することです。2、ScNを形成します。

スカンジウム で重要な役割を果たしていません 生物圏、そしてこれまでのところ、生存または発達のためにスカンジウムを必要とする生物は知られていない。 食物連鎖に入るスカンジウムの量は非常に少なく、10分の1マイクログラムの範囲です。

instagram story viewer

スカンジウムの発生と入手

99.99%のスカンジウムサンプル。
99.99%のスカンジウムサンプル。

スカンジウム 陸生よりも宇宙の豊かさを持っています. スカンジウムは、世界で23番目に豊富な元素であると推定されています。 sこんにちは、それは50番目に豊富ですが 地球の地殻、鉛に近い濃度で。

ただし、 リード、スカンジウムは地殻全体に非常に分散しています。これは、スカンジウムを集中させる地質学的プロセスがないため、いくつかの鉱物に少量存在するためです。 この低い参加は金属を作ります 一般的にウラン処理の副産物として得られます、そのSc含有量はウラン溶液で約5 ppm(parts per million、またはmg / kg)に達する可能性があります。

希少なスカンジウム鉱石があり、その含有量は高い(スカンディア、酸化スカンジウムIII、Scで34%に達する可能性がある)2THE3). その名前はソーベタイト、作曲Scです2はい2THE7、ノルウェーのアイブランドで一般的に見られます。 その希少性は、1950年代に、この鉱石のサンプルが金でその重量を超える価値で販売されたようなものです。

スカンジウム 希土類金属からも入手できます (ランタニド)水に溶けにくいスカンジウムと硫酸カリウムを沈殿させるか、ジエチルエーテルを使用してチオシアン酸スカンジウムを抽出します。

不思議なことに、 茶葉は他の植物よりもスカンジウム含有量が高い、140 ppbのわずかな濃度、つまり1トンあたり140mgですが。 この事実の説明は、茶葉はおそらく彼らが必要とするアルミニウムとスカンジウムを化学的区別をしないということです。

ポッドキャストでチェックしてください:ダイヤモンドのように硬い:それはどういう意味ですか?

スカンジウムアプリケーション

一般的に、スカンジウムの使用は非常に限られています。 その用途の1つは 高発光容量ランプの製造なぜなら、この元素の蒸気ランプの水銀にヨウ化スカンジウムを加えると、太陽光に似た高効率の光源が得られるからです。 このようなデバイスは、たとえばスポーツイベントの反射板として使用できます。

アルミニウムに0.5%のScを添加すると、この金属の強度が増し、軽さが維持され、融点も800°C上昇します。 このような特性により、たとえば、純アルミニウムでは不可能な合金の溶接が可能になります。

THE ロシアは戦略的な理由でスカンジウムを在庫しています、MiG戦闘機の多くの部品がスカンジウム合金で製造されているため。

 ロシア製のMiG-35戦闘機。
 ロシア製のMiG-35戦闘機。

米国では、スカンジウム合金は、野球のバット、ラクロススティック、自転車のフレームなどのスポーツ用品の製造に使用されています。

スカンジウムの歴史

1869年、周期表を作成したとき、ロシアの化学者ドミトリメンデレーエフはその作成にギャップを残し、まだ発見されていない元素で埋められることを正当化しました。 1871年、 メンデレーエフは、 カルシウムチタン、原子量が44c.uに近い元素があります。、それに名前を付けます エカボロ. 接頭辞eka-は、サンスクリット語で「1つ」を意味し、実際には「最初に続く」、つまりホウ素の下の要素を示します。

早くも1879年、スウェーデンの化学者ラースフレデリクニルソンは、鉱物ユークセナイトやその他の希土類残留物のサンプルを分析しているときに、スカンジウムと呼ばれる酸化スカンジウムを発見しました。 その後、ニルソンは、抽出された金属の1つに、これまで知られていなかった元素のスペクトル線があることに気づきました。 スペクトル線は、化学元素を特定するために広く使用されている手法である分光分析の結果です。

また、同じ年に、Swede Per Teodor Cleveは、ある量のスカンジウムを分離し、その量を決定することに成功しました。 原子質量、それが エカボロ メンデレーエフの。 THE 新しい要素は、スカンジナビアの地域に関連して、スカンジウムと名付けられました.

スカンジウムに関する解決済みの演習

質問1

スカンジウム金属の電子配置、 21基底状態のScは次のとおりです。

a)1秒2 2秒2 2p6 3秒2 3p6 4秒2 3D1

b)1秒2 2秒2 2p6 3秒2 3p6 3d3

c)1秒2 2秒2 2p6 3秒2 3p5 4秒1 3D4

d)1秒2 2s2 2p6 3s2 3p4 4秒1 3D5

返事:

するとき エレクトロニックディストリビューション スカンジウムは、原子番号21、つまり21個の陽子を持っていることがわかります。 基底状態では、 陽子 の数に等しい 電子、原子は電気的に中性であるため。 したがって、21個の電子がサブレベルに分布している必要があります。 サブレベルは、前のレベルが完全に満たされている場合にのみ電子を受け取ることができます。 したがって、正しい分布は文字Aの分布です。

質問2

1871年、周期表の発明者であるロシアの化学者ドミトリメンデレーエフは、その質量のためにカルシウムとチタンの間にあるはずの元素の存在を予測しました。 その後、この要素は呼び出されました エカボロ メンデレーエフによる。 現在、この元素はすでに周期表にあり、1879年にラースフレデリクニルソンによって最初に発見されました。

この要素は次のとおりです。

a)ホウ素。

b)スカンジウム。

c)バナジウム。

d)ストロンチウム。

e)タンタル。

返事

周期表を評価するとき、カルシウムとチタンの間にある元素は元素スカンジウム(文字B)であることに注意してください。これは、実際にはメンデレーエフによって次のように予測されました。 エカボロ.

StefanoAraújoNovais著
化学の先生

Teachs.ru
タンタル(Ta):特性、入手、歴史

タンタル(Ta):特性、入手、歴史

O タンタル 周期表のグループ5の金属であり、 原子番号 73. それは、 ニオブ (Nb)、そのグループのすぐ上の要素。 類似性は非常に大きいので、60年間、それらは同じ要素であると信じられて...

read more
instagram viewer