THE scandiu, simbolul Sc, numărul atomic 21, este a metal de tranziție care deschide ggrupa 3 de Tabelul periodic. A fost unul dintre elementele prezise de Mendeleev în versiunea sa a Tabelului Periodic. A lăsat un spațiu între calciu și titan pentru un element pe care, la acea vreme, îl numea ekaboro.
scandiul este mai abundent în Soare decât în scoarța terestră, și puține sunt minereurile cu un conținut ridicat de scandiu. Thortveititul este un exemplu al acestor minerale și, datorită rarității sale, a devenit mai scump decât aurul în anii 1950.
Există puține utilizări pentru scandiu, dar este cunoscut este capabil să îmbunătățească proprietățile aluminiu când formează o ligă. În Statele Unite, a fost folosit la fabricarea de echipamente sportive, cum ar fi căști și bâte de baseball.
Citeste si tu: Tungsten - metal de tranziție care are cel mai înalt punct de topire dintre metale
Rezumat Scandium
Scandiul este un metal de tranziție situat în grupa 3 din Tabelul Periodic.
A fost prezis de Mendeleev, primind numele de ekaboro.
Este mai abundent în Soare decât în scoarța terestră.
Scandiul este distribuit ca componentă în mai multe minerale, iar minereurile cu un conținut ridicat de scandiu sunt rare.
Scandium are puține utilizări, dar este folosit pentru a îmbunătăți proprietățile aluminiului, lămpilor cu luminozitate ridicată și producția de echipamente sportive.
proprietățile scandiului
Simbol: Sc.
numar atomic: 21.
masă atomică: 44.956 m.u.
Punct de fuziune: 1539°C.
Punct de fierbere: 2832°C.
Distributie electronica: [Aer] 4s2 3d1.
electronegativitatea: 1,36.
Seria chimică: metal de tranziție; grupa 3.
Caracteristicile scandiului
Scandium este un metal cu duritate scăzută (se zgârie ușor) și de culoare gri. În mod uimitor, are mai multe asemănări cu metalul aluminiu decât cu alte metale din grupa 3 - de exemplu, tendința de a forma doar cationi trivalenți.
În ceea ce privește reactivitatea, acest metal se dizolvă atât în soluții acide, cât și în soluții alcaline, pe lângă combinarea cu halogeni. O altă reacție importantă pe care o poate efectua scandiul este cu azotul gazos, N2, formând ScN.
scandiul nu joacă niciun rol important în biosferăși, până acum, nu se știe că nicio ființă vie nu are nevoie de scandiu pentru supraviețuirea sau dezvoltarea sa. Cantitatea de scandiu care intră în lanțurile trofice este foarte mică, în intervalul de zecimi de microgram.
Apariția și obținerea scandiului
scandiul are o abundență cosmică mai mare decât cea terestră. Scandiul este estimat a fi al 23-lea cel mai abundent element din lume. sBuna ziua, în timp ce este al 50-lea cel mai abundent în Scoarta terestra, într-o concentrație apropiată de cea a plumbului.
Cu toate acestea, spre deosebire de conduce, scandiul este foarte dispersat în toată scoarța terestră, neexistând procese geologice care să-l concentreze și, prin urmare, este prezent în cantități mici în mai multe minerale. Această participare scăzută face metalul este obținut în mod obișnuit ca produs secundar al prelucrării uraniului, al cărui conținut de Sc poate ajunge la aproximativ 5 ppm (părți per milion, sau mg/kg) în soluții de uraniu.
Există un minereu de scandiu, care este rar, al cărui conținut este ridicat (poate ajunge la 34% în scandia, oxid de scandiu III, Sc2THE3). Se numeste thortveitita, compozitie Sc2da2THE7, întâlnit frecvent în Iveland, Norvegia. Raritatea sa este de așa natură încât, în anii 1950, mostre din acest minereu au fost vândute pentru o valoare peste greutatea sa în aur.
Scandiul poate fi obținut și din metale pământuri rare (lantanide) prin precipitarea sulfatului de scandiu și potasiu, care este slab solubil în apă, sau prin extragerea tiocianatului de scandiu cu dietil eter.
Cu interes, Frunzele de ceai au un conținut mai mare de scandiu decât alte plante, deși la o concentrație mică de 140 ppb, adică 140 mg pe tonă. Explicația pentru acest fapt este că frunzele de ceai probabil nu fac o distincție chimică între aluminiu, de care au nevoie, și scandiu.
Consultați-l pe podcastul nostru:Tare ca un diamant: ce înseamnă?
aplicații de scandiu
În general, utilizările scandiului sunt destul de limitate. Una dintre utilizările sale este să fabricarea lămpilor de mare capacitate luminoasă, deoarece atunci când iodură de scandiu este adăugată mercurului în lămpile cu vapori ale acestui element, se obține o sursă de lumină de înaltă eficiență, asemănătoare cu lumina soarelui. Astfel de dispozitive pot fi folosite ca reflectoare pentru evenimente sportive, de exemplu.
Adăugarea a 0,5% de Sc în aluminiu mărește rezistența acestui metal, menținându-i ușurința și, de asemenea, crescând punctul de topire cu 800 °C. Astfel de proprietăți permit, de exemplu, sudarea aliajului, ceea ce nu este posibil cu aluminiul pur.
THE Rusia deține chiar și scandiu din motive strategice, deoarece multe părți ale avioanelor de luptă MiG sunt fabricate cu aliaje de scandiu.
În Statele Unite, aliajele de scandiu sunt folosite la fabricarea echipamentelor sportive, cum ar fi bâte de baseball, bastoane de lacrosse și cadre de biciclete.
istoria scandiului
În 1869, la elaborarea Tabelului Periodic, chimistul rus Dmitri Mendeleev a lăsat lacune în crearea acestuia, justificând că acestea vor fi umplute cu elemente încă de descoperit. În 1871, Mendeleev a prezis că în decalajul dintre calciu și titan, ar exista un element cu o masă atomică apropiată de 44 c.u., dându-i numele de ekaboro. Prefixul eka- înseamnă „unul” în sanscrită și în practică indica „primul care urmează”, adică elementul de sub bor.
Încă din 1879, chimistul suedez Lars Fredrik Nilson, în timp ce analiza mostre de mineral euxenit și alte reziduuri de pământuri rare, a descoperit oxidul de scandiu, numit scandia. Nilson a observat apoi că unul dintre metalele extrase avea linii spectrale ale unui element necunoscut până acum. Liniile spectrale au fost rezultatele analizei spectroscopice, o tehnică utilizată pe scară largă pentru identificarea elementelor chimice.
Tot în același an, suedezul Per Teodor Cleve a reușit să izoleze o cantitate de scandiu și astfel să-i determine. masă atomică, confirmând că a fost ekaboro lui Mendeleev. THE nou element a fost numit scandium, cu referire la regiunea Scandinavia.
Exerciții rezolvate pe scandiu
intrebarea 1
Configurația electronică a metalului scandiu, 21Sc, în starea sa fundamentală este:
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
Răspuns:
când faceți distributie electronica scandiu, ne dăm seama că are număr atomic 21, adică 21 de protoni. În starea fundamentală, numărul de protoni este egal cu numărul de electroni, deoarece atomul este neutru din punct de vedere electric. Astfel, 21 de electroni trebuie să fie distribuiți în subniveluri. Un subnivel poate primi un electron doar dacă cel anterior este complet umplut. Astfel, distribuția corectă este cea de la litera A.
intrebarea 2
În 1871, chimistul rus Dmitri Mendeleev, inventatorul Tabelului Periodic, a prezis existența unui element care ar trebui să fie, datorită masei sale, între calciu și titan. Acest element a fost apoi numit ekaboro de Mendeleev. În prezent, acest element se află deja în Tabelul Periodic, fiind descoperit inițial de Lars Fredrik Nilson în 1879.
Acest element este:
a) bor.
b) scandiu.
c) vanadiu.
d) stronţiu.
e) tantal.
Răspuns
La evaluarea tabelului periodic, se observă că elementul care se află între calciu și titan este elementul scandiu (litera B), care de fapt a fost prezis de Mendeleev ca ekaboro.
De Stefano Araújo Novais
Profesor de chimie
