TEN skand, symbol Sc, liczba atomowa 21, to a metal przejściowy, który otwiera ggrupa 3 z Układ okresowy pierwiastków. Był to jeden z elementów przewidzianych przez Mendelejewa w jego wersji układu okresowego. Pozostawił przestrzeń między wapniem a tytanem dla pierwiastka, który wtedy nazywał ekoboro.
skand jest bardziej obfite w Słońcu niż w skorupie ziemskiej, a nieliczne są rudy o wysokiej zawartości skandu. Przykładem tych minerałów jest tortweityt, który ze względu na swoją rzadkość stał się w latach pięćdziesiątych droższy od złota.
Skand ma niewiele zastosowań, ale wiadomo, że jest w stanie polepszyć właściwości aluminium kiedy tworzą ligę. W Stanach Zjednoczonych był używany do produkcji sprzętu sportowego, takiego jak kaski i kije baseballowe.
Przeczytaj też: Wolfram — metal przejściowy, który ma najwyższą temperaturę topnienia wśród metali
Podsumowanie skandu
Skand jest metalem przejściowym znajdującym się w grupie 3 układu okresowego.
Przepowiedział to Mendelejew, otrzymując imię ekoboro.
Jest bardziej obfita w Słońcu niż w skorupie ziemskiej.
Skand jest dystrybuowany jako składnik kilku minerałów, a rudy o wysokiej zawartości skandu są rzadkie.
Scandium ma niewiele zastosowań, ale służy do poprawy właściwości aluminium, lamp o dużej jasności oraz do produkcji sprzętu sportowego.
właściwości skandu
Symbol: Sc.
Liczba atomowa: 21.
masa atomowa: 44 956 mln j.m.
Punkt fuzji: 1539°C.
Temperatura wrzenia: 2832°C.
Dystrybucja elektroniczna: [Powietrze] 4s2 3d1.
elektroujemność: 1,36.
Seria chemiczna: metal przejściowy; grupa 3.
Charakterystyka Skandu
Scandium to metal o niskiej twardości (łatwo zarysowany) i szarym kolorze. Co zaskakujące, ma więcej podobieństw z metalem aluminiowym niż z innymi metalami z grupy 3 — na przykład skłonność do tworzenia tylko trójwartościowych kationów.
Pod względem reaktywności ten metal rozpuszcza się zarówno w roztworach kwaśnych jak i zasadowych, oprócz łączenia z halogeny. Inną ważną reakcją, którą skand jest w stanie przeprowadzić, jest gazowy azot, N2, tworząc ScN.
skand nie odgrywa ważnej roli w biosfera, i jak dotąd nie wiadomo, jakakolwiek żywa istota potrzebuje skandu do przetrwania lub rozwoju. Ilość skandu przedostającego się do łańcuchów pokarmowych jest bardzo niska, rzędu dziesiątych części mikrograma.
Występowanie i pozyskiwanie skandu
skand ma większą obfitość kosmiczną niż ziemskie. Szacuje się, że skandium jest 23. najliczniejszym pierwiastkiem na świecie. sWitaj, podczas gdy jest 50. najliczniej występującym w skorupa Ziemska, w stężeniu zbliżonym do ołowiu.
Jednak w przeciwieństwie do Ołów, skand jest bardzo rozproszony w skorupie ziemskiej, ponieważ nie ma żadnych procesów geologicznych, które go koncentrują i dlatego występuje w niewielkich ilościach w kilku minerałach. Ten niski udział sprawia, że metal jest powszechnie otrzymywany jako produkt uboczny przetwarzania uranu, którego zawartość Sc może osiągnąć około 5 ppm (części na milion lub mg/kg) w roztworach uranu.
Występuje rzadko spotykana ruda skandu, której zawartość jest wysoka (może sięgać 34% w skandach, tlenek skandu III, Sc2TEN3). Nazywa się thortveitita, skład Sc2tak2TEN7, powszechnie spotykany w Iveland w Norwegii. Jej rzadkość jest tak duża, że w latach 50. próbki tej rudy sprzedawano za wartość większą niż jej masa w złocie.
Skand można również uzyskać z metali ziem rzadkich (lantanowce) przez wytrącanie słabo rozpuszczalnego w wodzie skandu i siarczanu potasu lub przez ekstrakcję tiocyjanianu skandu eterem dietylowym.
Ciekawie, Liście herbaty mają wyższą zawartość skandu niż inne rośliny, aczkolwiek w niewielkim stężeniu 140 ppb, czyli 140 mg na tonę. Wyjaśnieniem tego faktu jest to, że liście herbaty prawdopodobnie nie rozróżniają chemicznego aluminium, którego potrzebują, od skandu.
Sprawdź to w naszym podcastie:Twardy jak diament: co to znaczy?
aplikacje skandu
Ogólnie rzecz biorąc, zastosowania skandu są dość ograniczone. Jednym z jego zastosowań jest: produkcja lamp o dużej mocy świetlnej,, ponieważ dodając jodek skandu do rtęci w lampach parowych tego pierwiastka, uzyskuje się źródło światła o wysokiej wydajności, zbliżone do światła słonecznego. Takie urządzenia mogą być używane na przykład jako reflektory podczas wydarzeń sportowych.
Dodatek 0,5% Sc w aluminium zwiększa wytrzymałość tego metalu, zachowując jego lekkość, a także podwyższając jego temperaturę topnienia o 800°C. Takie właściwości pozwalają na przykład na spawanie stopu, co nie jest możliwe w przypadku czystego aluminium.
TEN Rosja nawet magazynuje skand ze względów strategicznych, ponieważ wiele części myśliwców MiG jest produkowanych ze stopów skandu.
W Stanach Zjednoczonych stopy skandu są używane do produkcji sprzętu sportowego, takiego jak kije baseballowe, kije do lacrosse i ramy rowerowe.
historia skandu
W 1869 roku, opracowując układ okresowy, rosyjski chemik Dmitri Mendelejew pozostawił luki w jego tworzeniu, uzasadniając, że zostaną one wypełnione pierwiastkami, które nie zostały jeszcze odkryte. W 1871 r. Mendelejew przewidział, że w przerwie między wapń oraz tytan, byłby pierwiastek o masie atomowej bliskiej 44 j.u., nadając mu nazwę ekoboro. Przedrostek eka- oznacza w sanskrycie „jeden” i w praktyce wskazuje „pierwszy za”, czyli pierwiastek poniżej boru.
Już w 1879 roku szwedzki chemik Lars Fredrik Nilson, analizując próbki minerału euxenitu i innych pozostałości ziem rzadkich, odkrył tlenek skandu, zwany scandią. Nilson zauważył wtedy, że jeden z wydobytych metali ma linie widmowe nieznanego dotąd pierwiastka. Linie widmowe były wynikiem analizy spektroskopowej, techniki szeroko stosowanej do identyfikacji pierwiastków chemicznych.
Również w tym samym roku Szwed Per Teodor Cleve zdołał wyizolować pewną ilość skandu i w ten sposób określić jego masa atomowa, potwierdzając, że był to ekoboro Mendelejewa. TEN nowy pierwiastek został nazwany skandem, nawiązując do regionu Skandynawii.
Rozwiązane ćwiczenia na skandzie
Pytanie 1
Konfiguracja elektronowa metalicznego skandu, 21Sc w stanie podstawowym to:
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
Odpowiedź:
kiedy robisz dystrybucja elektroniczna skand, zdajemy sobie sprawę, że ma on liczbę atomową 21, czyli 21 protonów. W stanie podstawowym liczba protony jest równa liczbie elektrony, ponieważ atom jest elektrycznie obojętny. Zatem 21 elektronów musi być rozmieszczonych na podpoziomach. Podpoziom może otrzymać elektron tylko wtedy, gdy poprzedni jest całkowicie wypełniony. Zatem poprawny rozkład to ten w literze A.
pytanie 2
W 1871 roku rosyjski chemik Dmitri Mendelejew, wynalazca układu okresowego, przewidział istnienie pierwiastka, który ze względu na swoją masę powinien znajdować się pomiędzy wapniem a tytanem. Ten element został wówczas nazwany ekoboro przez Mendelejewa. Obecnie pierwiastek ten znajduje się już w układzie okresowym pierwiastków, początkowo odkryty przez Larsa Fredrika Nilsona w 1879 roku.
Ten element to:
a) bor.
b) skand.
c) wanad.
d) stront.
e) tantal.
Odpowiedź
Oceniając układ okresowy, należy zauważyć, że pierwiastek znajdujący się pomiędzy wapniem a tytanem to pierwiastek skand (litera B), który w rzeczywistości został przewidziany przez Mendelejewa jako ekoboro.
Stefano Araújo Novais
Nauczyciel chemii
