Скандий (Sc): свойства и применение

protection click fraud

НАШИ скандий, символ Sc, атомный номер 21, представляет собой переходный металл, открывающий ггруппа 3 из Периодическая таблица. Это был один из элементов, предсказанных Менделеевым в его версии Периодической таблицы. Он оставил место между кальцием и титаном для элемента, который в то время он назвал экаборо.

скандий на Солнце больше, чем в земной коре, и мало руд с высоким содержанием скандия. Тортвейтит является примером этих минералов, и из-за своей редкости он стал дороже золота в 1950-х годах.

Есть несколько применений скандия, но известно, что он способен улучшать свойства алюминий когда они образуют лигу. В Соединенных Штатах он использовался в производстве спортивного инвентаря, такого как шлемы и бейсбольные биты.

Читать тоже: Вольфрам — переходный металл с самой высокой температурой плавления среди металлов.

Резюме скандия

  • Скандий — переходный металл, находящийся в 3-й группе Периодической таблицы.

  • Его предсказал Менделеев, получив название экаборо.

  • На Солнце его больше, чем в земной коре.

  • instagram story viewer
  • Скандий входит в состав нескольких минералов, а руды с высоким содержанием скандия встречаются редко.

  • Скандий имеет мало применений, но его используют для улучшения свойств алюминия, ламп высокой яркости и производства спортивного инвентаря.

свойства скандия

  • Символ: сц.

  • атомный номер: 21.

  • атомная масса: 44 956 у.е.

  • Точка слияния: 1539°С.

  • Точка кипения: 2832°С.

  • Электронная дистрибуция: [Воздух] 4 с21.

  • электроотрицательность: 1,36.

  • Химическая серия: переходный металл; группа 3.

Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще ;)

Характеристики скандия

Скандий – это металл низкой твердости (легко царапается) и серого цвета. Удивительно, но он имеет больше общего с металлическим алюминием, чем с другими металлами группы 3 — например, склонность к образованию только трехвалентных катионов.

Образец металлического скандия.
Образец металлического скандия.

По реакционной способности этот металл растворяется как в кислых, так и в щелочных растворах, помимо сочетания с галогены. Еще одна важная реакция, которую может проводить скандий, - это газообразный азот N.2, образуя ScN.

скандий не играет существенной роли в биосфера, и до сих пор известно, что ни одно живое существо не нуждается в скандии для своего выживания или развития. Количество скандия, попадающего в пищевые цепи, очень мало, в пределах десятых долей микрограмма.

Возникновение и получение скандия

Образец 99,99% скандия.
Образец 99,99% скандия.

скандий имеет большее космическое изобилие, чем земное. Скандий считается 23-м по распространенности элементом в мире. сПривет, в то время как это 50-е место по распространенности в земной коры, в концентрации, близкой к свинцу.

Однако, в отличие от Свинец, скандий очень рассеян по земной коре, так как нет геологических процессов, концентрирующих его, и поэтому он присутствует в небольших количествах в некоторых минералах. Это низкое участие делает металл обычно получают как побочный продукт переработки урана, содержание Sc в растворах урана которого может достигать около 5 ppm (частей на миллион или мг/кг).

Есть скандиевая руда, редко встречающаяся, содержание которой высокое (может достигать 34% в скандии, оксид скандия III, Sc2НАШИ3). Его название Тортвейтита, состав Sc.2да2НАШИ7, обычно встречается в Ивеланде, Норвегия. Его редкость такова, что в 1950-х годах образцы этой руды продавались по цене, превышающей ее вес в золоте.

Скандий также может быть получен из редкоземельных металлов (лантаноиды) осаждением малорастворимых в воде сульфатов скандия и калия или экстракцией тиоцианата скандия диэтиловым эфиром.

Любопытно, В чайных листьях больше скандия, чем в других растениях., пусть и при мизерной концентрации 140 ppb, то есть 140 мг на тонну. Объяснение этому факту состоит в том, что чайные листья, вероятно, не делают химического различия между алюминием, который им нужен, и скандием.

Смотрите в нашем подкасте:Твердый как алмаз: что это значит?

скандий приложения

В целом применение скандия весьма ограничено. Одним из его применений является производство ламп высокой светосилы, так как при добавлении йодида скандия к ртути в паровых лампах этого элемента получается высокоэффективный источник света, аналогичный солнечному свету. Такие устройства можно использовать в качестве отражателей, например, на спортивных мероприятиях.

Добавление 0,5 % скандия в алюминий повышает прочность этого металла, сохраняя его легкость, а также повышая его температуру плавления на 800 °С. Такие свойства позволяют, например, сваривать сплав, что невозможно с чистым алюминием.

НАШИ Россия даже запасает скандий по стратегическим причинам, так как многие детали истребителей МиГ изготавливаются из сплавов скандия.

 Истребитель МиГ-35 российского производства.
 Истребитель МиГ-35 российского производства.

В Соединенных Штатах сплавы скандия используются в производстве спортивного инвентаря, такого как бейсбольные биты, клюшки для лакросса и велосипедные рамы.

история скандия

В 1869 году при разработке Периодической таблицы русский химик Дмитрий Менделеев оставил пробелы в ее создании, мотивируя это тем, что они будут заполнены еще не открытыми элементами. В 1871 г. Менделеев предсказал, что в промежутке между кальций и титан, был бы элемент с атомной массой, близкой к 44 у.е., дав ему имя экаборо. Приставка эка- на санскрите означает «один» и на практике указывала на «первый последующий», то есть на элемент ниже бора.

Еще в 1879 году шведский химик Ларс Фредрик Нильсон при анализе образцов минерала эвксенита и других остатков редкоземельных элементов обнаружил оксид скандия, названный скандием. Затем Нильсон заметил, что один из извлеченных металлов имеет спектральные линии неизвестного до сих пор элемента. Спектральные линии были результатом спектроскопического анализа, метода, широко используемого для идентификации химических элементов.

В том же году шведу Перу Теодору Клеве удалось выделить некоторое количество скандия и, таким образом, определить его атомная масса, подтвердив, что это был экаборо Менделеева. НАШИ новый элемент был назван скандием в связи с регионом Скандинавии..

Решаемые упражнения на скандий

Вопрос 1

Электронная конфигурация металлического скандия, 21Sc в основном состоянии:

а) 1с2 2 с26 3 с26 4 с21

б) 1с2 2 с26 3 с26 3д3

в) 1с2 2 с26 3 с25 4 с14

г) 1с2 2с2 2п6 3с2 3п4 4 с15

Отвечать:

при выполнении электронная дистрибуция скандий, мы понимаем, что он имеет атомный номер 21, то есть 21 протон. В основном состоянии количество протоны равно количеству электроны, потому что атом электрически нейтрален. Таким образом, по подуровням должен быть распределен 21 электрон. Подуровень может принять электрон только в том случае, если предыдущий полностью заполнен. Таким образом, правильным распределением является то, что указано в букве А.

вопрос 2

В 1871 году русский химик Дмитрий Менделеев, изобретатель Периодической таблицы, предсказал существование элемента, который по массе должен находиться между кальцием и титаном. Этот элемент тогда назывался экаборо по Менделееву. В настоящее время этот элемент уже находится в Периодической таблице, впервые обнаруженный Ларсом Фредриком Нильсоном в 1879 году.

Этот элемент:

а) бор.

б) скандий.

в) ванадий.

г) стронций.

д) тантал.

Отвечать

При оценке Периодической таблицы отмечается, что элемент, находящийся между кальцием и титаном, — это элемент скандий (буква В), который на самом деле был предсказан Менделеевым как экаборо.

Стефано Араужо Новаис
Учитель химии

Teachs.ru
Гафний (Hf): характеристики, получение, применение

Гафний (Hf): характеристики, получение, применение

НАШИ гафний, Hf, представляет собой переходный металл с атомным номером 72, расположенный в групп...

read more
Технеций (Tc): характеристики, применение, история

Технеций (Tc): характеристики, применение, история

О технеций является элементом атомный номер 43, относящийся к 7 группе Периодической таблицы. Это...

read more
Цирконий (Zr): характеристики, производство, применение

Цирконий (Zr): характеристики, производство, применение

О цирконий, символ Zr, атомный номер 40, представляет собой химический элемент, принадлежащий к г...

read more
instagram viewer