DE scandium, symbool Sc, atoomnummer 21, is a overgangsmetaal dat de opent Ggroep 3 van Periodiek systeem. Het was een van de elementen die Mendelejev voorspelde in zijn versie van het periodiek systeem. Hij liet een ruimte tussen calcium en titanium voor een element dat hij destijds noemde ekaboro.
scandium is overvloediger in de zon dan in de aardkorst, en er zijn maar weinig ertsen met een hoog gehalte aan scandium. Thortveitite is een voorbeeld van deze mineralen en vanwege de zeldzaamheid werd het in de jaren vijftig duurder dan goud.
Er zijn weinig toepassingen voor scandium, maar het is bekend dat is in staat om de eigenschappen van aluminium wanneer ze een competitie vormen. In de Verenigde Staten wordt het gebruikt bij de vervaardiging van sportuitrusting, zoals helmen en honkbalknuppels.
Lees ook: Wolfraam — overgangsmetaal met het hoogste smeltpunt van alle metalen
Scandium-overzicht
Scandium is een overgangsmetaal in groep 3 van het periodiek systeem.
Het werd voorspeld door Mendelejev, die de naam kreeg van ekaboro.
Het komt meer voor in de zon dan in de aardkorst.
Scandium wordt gedistribueerd als een component in verschillende mineralen en ertsen met een hoog scandiumgehalte zijn zeldzaam.
Scandium heeft weinig toepassingen, maar wordt gebruikt om de eigenschappen van aluminium, lampen met hoge helderheid en de productie van sportuitrusting te verbeteren.
scandium eigenschappen
Symbool: Sc.
atoomnummer: 21.
atoom massa: 44.956 m.u.
Fusiepunt: 1539°C.
Kookpunt: 2832°C.
elektronische distributie: [Lucht] 4s2 3d1.
elektronegativiteit: 1,36.
Chemische reeks: overgangsmetaal; groep 3.
Scandium-kenmerken
Scandium is een metaal met een lage hardheid (gemakkelijk bekrast) en grijs van kleur. Verbazingwekkend genoeg heeft het meer overeenkomsten met aluminiummetaal dan met andere metalen uit groep 3 - bijvoorbeeld de neiging om alleen driewaardige kationen te vormen.
In termen van reactiviteit is dit metaal lost op in zowel zure als alkalische oplossingen, naast het combineren met halogenen. Een andere belangrijke reactie die scandium kan uitvoeren, is met stikstofgas, N2, vormen de ScN.
het scandium speelt geen belangrijke rol bij de biosfeer, en tot nu toe is er geen levend wezen bekend dat scandium nodig heeft voor zijn overleving of ontwikkeling. De hoeveelheid scandium die de voedselketens binnenkomt, is erg laag, in het bereik van tienden van een microgram.
Voorkomen en verkrijgen van scandium
het scandium heeft een grotere kosmische overvloed dan terrestrische. Scandium is naar schatting het 23e meest voorkomende element ter wereld. sHallo, terwijl het de 50e meest voorkomende is in de aardkorst, in een concentratie die dicht bij die van lood ligt.
Echter, in tegenstelling tot de lood, scandium is zeer verspreid over de aardkorst, omdat er geen geologische processen zijn die het concentreren en daarom is het in kleine hoeveelheden aanwezig in verschillende mineralen. Deze lage deelname maakt het metaal wordt gewoonlijk verkregen als bijproduct van de verwerking van uranium, waarvan het Sc-gehalte in uraniumoplossingen ongeveer 5 ppm (parts per million of mg/kg) kan bereiken.
Er is een zeldzaam scandiumerts, waarvan het gehalte hoog is (kan oplopen tot 34% in scandia, scandiumoxide III, Sc2DE3). Zijn naam is thortveitita, compositie Sc2Ja2DE7, algemeen gevonden in Iveland, Noorwegen. De zeldzaamheid is zodanig dat in de jaren vijftig monsters van dit erts werden verkocht voor een waarde die hoger was dan het gewicht in goud.
Scandium kan ook worden verkregen uit zeldzame aardmetalen (lanthaniden) door scandium en kaliumsulfaat, dat slecht oplosbaar is in water, neer te slaan, of door scandiumthiocyanaat te extraheren met diethylether.
nieuwsgierig, Theebladeren hebben een hoger scandiumgehalte dan andere planten, zij het in een kleine concentratie van 140 ppb, dat wil zeggen 140 mg per ton. De verklaring voor dit feit is dat theebladeren waarschijnlijk geen chemisch onderscheid maken tussen aluminium, dat ze nodig hebben, en scandium.
Check het in onze podcast:Hard als een diamant: wat betekent het?
scandium toepassingen
Over het algemeen zijn de toepassingen van scandium vrij beperkt. Een van de toepassingen ervan is om fabricage van lampen met hoge lichtopbrengst, omdat wanneer scandiumjodide wordt toegevoegd aan kwik in damplampen van dit element, een hoogrenderende lichtbron wordt verkregen, vergelijkbaar met zonlicht. Dergelijke apparaten kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt als reflectoren voor sportevenementen.
De toevoeging van 0,5% Sc in aluminium verhoogt de sterkte van dit metaal, behoudt zijn lichtheid en verhoogt ook het smeltpunt met 800 ° C. Dergelijke eigenschappen maken het bijvoorbeeld mogelijk om de legering te lassen, iets dat niet mogelijk is met puur aluminium.
DE Rusland slaat zelfs scandium op om strategische redenen, aangezien veel onderdelen van MiG-straaljagers zijn vervaardigd met scandiumlegeringen.
In de Verenigde Staten worden scandiumlegeringen gebruikt bij de vervaardiging van sportuitrusting zoals honkbalknuppels, lacrossestokken en fietsframes.
geschiedenis van scandium
In 1869, bij de ontwikkeling van het periodiek systeem, liet de Russische chemicus Dmitri Mendelejev gaten in de creatie ervan achter, en rechtvaardigde dat ze zouden worden gevuld met elementen die nog ontdekt moesten worden. in 1871, Mendelejev voorspelde dat in de kloof tussen calcium en titanium, zou er een element zijn met een atomaire massa dichtbij 44 c.u., geef het de naam van ekaboro. Het voorvoegsel eka- betekent "één" in het Sanskriet en in de praktijk aangegeven "de eerste die volgt", dat wil zeggen, het element onder boor.
Al in 1879 ontdekte de Zweedse chemicus Lars Fredrik Nilson, terwijl hij monsters van het mineraal euxeniet en andere zeldzame aardresiduen analyseerde, scandiumoxide, scandia genaamd. Nilson merkte toen op dat een van de gewonnen metalen spectraallijnen had van een tot nu toe onbekend element. De spectraallijnen waren het resultaat van spectroscopische analyse, een techniek die veel wordt gebruikt om chemische elementen te identificeren.
Ook in hetzelfde jaar slaagde de Zweed Per Teodor Cleve erin een hoeveelheid scandium te isoleren en zo de atoom massa, bevestigend dat het de ekaboro van Mendelejev. DE nieuw element werd scandium genoemd, verwijzend naar de regio Scandinavië.
Opgeloste oefeningen op scandium
vraag 1
De elektronenconfiguratie van scandiummetaal, 21Sc, in zijn grondtoestand is:
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
Antwoord:
bij het doen van de elektronische distributie scandium, realiseren we ons dat het atoomnummer 21 heeft, dat wil zeggen 21 protonen. In de grondtoestand is het aantal protonen is gelijk aan het aantal elektronen, omdat het atoom elektrisch neutraal is. Er moeten dus 21 elektronen in de subniveaus worden verdeeld. Een subniveau kan alleen een elektron ontvangen als het vorige volledig is gevuld. De juiste verdeling is dus die in letter A.
vraag 2
In 1871 voorspelde de Russische chemicus Dmitri Mendelejev, uitvinder van het periodiek systeem, het bestaan van een element dat vanwege zijn massa tussen calcium en titanium zou moeten liggen. Dit element heette toen ekaboro door Mendelejev. Momenteel staat dit element al in het periodiek systeem, voor het eerst ontdekt door Lars Fredrik Nilson in 1879.
Dit onderdeel is:
a) boor.
b) scandium.
c) vanadium.
d) strontium.
e) tantaal.
Antwoord
Bij het evalueren van het periodiek systeem wordt opgemerkt dat het element dat tussen calcium en titanium zit het element scandium (letter B) is, dat in feite door Mendelejev werd voorspeld als ekaboro.
Door Stefano Araújo Novais
Scheikundeleraar
