Scandium (Sc): egenskaper og bruksområder

DE skandium, symbol Sc, atomnummer 21, er en overgangsmetall som åpner ggruppe 3 av Periodiske tabell. Det var et av elementene forutsagt av Mendeleev i sin versjon av det periodiske system. Han etterlot et mellomrom mellom kalsium og titan for et grunnstoff som han på den tiden kalte ekaboro.

scandium er mer rikelig i solen enn i jordskorpen, og få er malmene med høyt innhold av skandium. Thortveititt er et eksempel på disse mineralene, og på grunn av sin sjeldenhet ble det dyrere enn gull på 1950-tallet.

Det er få bruksområder for scandium, men det er kjent for det er i stand til å forbedre egenskapene til aluminium når de danner en liga. I USA har det blitt brukt til produksjon av sportsutstyr, som hjelmer og baseballballtre.

Les også: Wolfram - overgangsmetall som har det høyeste smeltepunktet blant metaller

Scandium sammendrag

  • Scandium er et overgangsmetall som ligger i gruppe 3 i det periodiske system.

  • Det ble spådd av Mendeleev, som fikk navnet på ekaboro.

  • Det er mer rikelig i solen enn i jordskorpen.

  • instagram story viewer
  • Scandium er distribuert som en komponent i flere mineraler, og malmer med høyt skandiuminnhold er sjeldne.

  • Scandium har få bruksområder, men det brukes til å forbedre egenskapene til aluminium, høylysstyrkelamper og produksjon av sportsutstyr.

skandiumegenskaper

  • Symbol: Sc.

  • atomnummer: 21.

  • atommasse: 44 956 m.u.

  • Fusjonspunkt: 1539°C.

  • Kokepunkt: 2832°C.

  • Elektronisk distribusjon: [Luft] 4s2 3d1.

  • elektronegativitet: 1,36.

  • Kjemisk serie: overgang metall; gruppe 3.

Scandium egenskaper

Scandium er en metall med lav hardhet (lett riper) og grå i fargen. Utrolig nok har den flere likheter med aluminiummetall enn med andre gruppe 3-metaller - for eksempel tendensen til å danne bare trivalente kationer.

Metallisk skandiumprøve.
Metallisk skandiumprøve.

Når det gjelder reaktivitet, dette metallet løses opp i både sure og alkaliske løsninger, i tillegg til å kombinere med halogener. En annen viktig reaksjon som scandium er i stand til å utføre er med nitrogengass, N2, som danner ScN.

skandium spiller ingen viktig rolle i biosfære, og så langt er det ikke kjent at noen levende ting trenger skandium for å overleve eller utvikle seg. Mengden skandium som kommer inn i næringskjedene er svært lav, i området på tiendedeler av et mikrogram.

Forekomst og oppnåelse av skandium

99,99 % skandiumprøve.
99,99 % skandiumprøve.

skandium har en større kosmisk overflod enn terrestrisk. Scandium anslås å være det 23. mest tallrike grunnstoffet i verden. sHallo, mens det er den 50. mest tallrike i jordskorpen, i en konsentrasjon nær bly.

Imidlertid, i motsetning til lede, er skandium veldig spredt over hele jordskorpen, siden det ikke er noen geologiske prosesser som konsentrerer det, og derfor er det tilstede i små mengder i flere mineraler. Denne lave deltakelsen gjør metallet er vanligvis oppnådd som et biprodukt av uranbehandling, hvis Sc-innhold kan nå rundt 5 ppm (deler per million, eller mg/kg) i uranløsninger.

Det er en skandiummalm, som er sjelden, hvis innhold er høyt (kan nå 34% i scandia, scandium oxide III, Sc2DE3). Navnet er thortveitita, komposisjon Sc2ja2DE7, ofte funnet i Iveland, Norge. Dens sjeldenhet er slik at på 1950-tallet ble prøver av denne malmen solgt for en verdi over vekten i gull.

Scandium kan også fås fra sjeldne jordartsmetaller (lantanider) ved å utfelle skandium- og kaliumsulfat, som er lite løselig i vann, eller ved å ekstrahere skandiumtiocyanat ved bruk av dietyleter.

Merkelig nok, Teblader har et høyere skandiuminnhold enn andre planter, om enn i en liten konsentrasjon på 140 ppb, det vil si 140 mg per tonn. Forklaringen på dette er at teblader sannsynligvis ikke skiller kjemisk mellom aluminium, som de trenger, og scandium.

Sjekk den ut på podcasten vår:Hard som en diamant: hva betyr det?

skandiumapplikasjoner

Generelt er bruken av scandium ganske begrenset. En av dens bruk er å produksjon av lamper med høy lyskapasitet, fordi når scandiumjodid tilsettes kvikksølv i damplamper av dette elementet, oppnås en høyeffektiv lyskilde, lik sollys. Slike enheter kan brukes som reflekser for for eksempel sportsbegivenheter.

Tilsetning av 0,5 % Sc i aluminium øker styrken til dette metallet, opprettholder dets letthet og øker også smeltepunktet med 800 °C. Slike egenskaper gjør at for eksempel legeringen kan sveises, noe som ikke er mulig med rent aluminium.

DE Russland lager til og med skandium av strategiske årsaker, siden mange deler av MiG jagerfly er produsert med scandium-legeringer.

 Et russisk-laget MiG-35 jagerfly.
 Et russisk-laget MiG-35 jagerfly.

I USA brukes scandium-legeringer til produksjon av sportsutstyr som baseballballtre, lacrosse-pinner og sykkelrammer.

scandiums historie

I 1869, da den russiske kjemikeren Dmitri Mendeleev utviklet det periodiske system, etterlot det hull i opprettelsen, og rettferdiggjorde at de ville bli fylt av elementer som ennå ikke ble oppdaget. I 1871, Mendeleev spådde det i gapet mellom kalsium og titan, ville det være et grunnstoff med en atommasse nær 44 c.u., og gir den navnet ekaboro. Prefikset eka- betyr "en" på sanskrit og indikerte i praksis "den første som følger", det vil si elementet under bor.

Allerede i 1879 oppdaget den svenske kjemikeren Lars Fredrik Nilson, mens han analyserte prøver av mineralet euxenitt og andre rester av sjeldne jordarter, skandiumoksid, kalt scandia. Nilson la da merke til at et av de utvunnede metallene hadde spektrallinjer av et hittil ukjent grunnstoff. Spektrallinjene var resultatet av spektroskopisk analyse, en teknikk som er mye brukt for å identifisere kjemiske elementer.

Også samme år klarte svensken Per Teodor Cleve å isolere en mengde skandium og dermed bestemme dens atommasse, som bekrefter at det var ekaboro av Mendeleev. DE nytt element ble kalt scandium, med referanse til regionen Skandinavia.

Løste øvelser på scandium

Spørsmål 1

Elektronkonfigurasjonen til skandiummetall, 21Sc, i grunntilstanden er:

a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3 s6 4s2 3d1

b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3 s6 3d3

c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3 s5 4s1 3d4

d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 4s1 3d5

Svare:

når du gjør elektronisk distribusjon scandium, innser vi at det har atomnummer 21, det vil si 21 protoner. I grunntilstanden er antall protoner er lik antall elektroner, fordi atomet er elektrisk nøytralt. Dermed må 21 elektroner fordeles i undernivåene. Et undernivå kan bare motta et elektron hvis det forrige er fullt fylt. Dermed er den riktige fordelingen den i bokstav A.

spørsmål 2

I 1871 forutså den russiske kjemikeren Dmitri Mendeleev, oppfinneren av det periodiske system, eksistensen av et grunnstoff som på grunn av massen skulle være mellom kalsium og titan. Dette elementet ble da kalt ekaboro av Mendeleev. For øyeblikket er dette elementet allerede i det periodiske system, og ble først oppdaget av Lars Fredrik Nilson i 1879.

Dette elementet er:

a) bor.

b) skandium.

c) vanadium.

d) strontium.

e) tantal.

Svare

Når man evaluerer det periodiske system, bemerkes det at grunnstoffet som er mellom kalsium og titan er grunnstoffet scandium (bokstav B), som faktisk ble spådd av Mendeleev som ekaboro.

Av Stefano Araújo Novais
Kjemilærer

Teachs.ru
Matnett. Hva er det og hovedaspekter av matnettet

Matnett. Hva er det og hovedaspekter av matnettet

På matkjeder, også kalt trofiske kjeder, kan defineres som en lineær sekvens av organismer der de...

read more

Gris (Sus scrofa domesticus)

kongedømme animaliaPhylum ChordataKlasse MammaliaRekkefølge ArtiodactylaFamilie suidaeKjønn susAr...

read more

Cricket (Orthoptera Order)

kongedømme animaliaPhylum LeddyrKlasse InsectaRekkefølge OrthopteraCrickets er insekter som tilhø...

read more
instagram viewer