THE skandium, symbol Sc, atómové číslo 21, je a prechodný kov, ktorý otvára gskupina 3 Periodická tabuľka. Bol to jeden z prvkov, ktoré predpovedal Mendelejev vo svojej verzii periodickej tabuľky. Medzi vápnikom a titánom nechal priestor pre prvok, ktorý v tom čase nazýval ekaboro.
skandium je hojnejšie na Slnku ako v zemskej kôrea málo je rúd s vysokým obsahom skandia. Thortveitit je príkladom týchto minerálov a pre svoju vzácnosť sa stal v 50. rokoch drahším ako zlato.
Scandium má málo využití, ale je známe je schopný zlepšiť vlastnosti hliník keď vytvoria ligu. V Spojených štátoch sa používa pri výrobe športového vybavenia, ako sú prilby a bejzbalové pálky.
Prečítajte si tiež: Volfrám — prechodný kov, ktorý má spomedzi kovov najvyššiu teplotu topenia
Zhrnutie Scandia
Scandium je prechodný kov nachádzajúci sa v skupine 3 periodickej tabuľky.
Predpovedal to Mendelejev, ktorý dostal meno ekaboro.
Na Slnku sa vyskytuje viac ako v zemskej kôre.
Skandium je distribuované ako zložka vo viacerých mineráloch a rudy s vysokým obsahom skandia sú zriedkavé.
Scandium má málo využití, no používa sa na zlepšenie vlastností hliníka, vysokosvietivých lámp a na výrobu športového náradia.
vlastnosti skandia
Symbol: Sc.
atómové číslo: 21.
atómová hmotnosť: 44 956 m.u.
Fúzny bodTeplota topenia: 1539 °C.
Bod varu: 2832 °C.
Elektronická distribúcia: [Vzduch] 4 s2 3d1.
elektronegativita: 1,36.
Chemická séria: prechodný kov; skupina 3.
Charakteristika Scandia
Scandium je a kov s nízkou tvrdosťou (ľahko sa poškriabe) a šedej farby. Je úžasné, že má viac podobností s kovom hliníka ako s inými kovmi skupiny 3 - napríklad tendenciu vytvárať iba trojmocné katióny.
Z hľadiska reaktivity tento kov rozpúšťa sa v kyslých aj zásaditých roztokoch, okrem kombinovania s halogény. Ďalšou dôležitou reakciou, ktorú je skandium schopné vykonať, je plynný dusík, N2, tvoriaci ScN.
skandium nehrá žiadnu dôležitú úlohu v biosféraa zatiaľ nie je známe, že by žiaden živý tvor potreboval na svoje prežitie alebo vývoj skandium. Množstvo skandia vstupujúceho do potravinových reťazcov je veľmi nízke, v rozmedzí desatín mikrogramu.
Výskyt a získanie skandia
skandium má väčšiu kozmickú hojnosť ako pozemská. Škandium sa odhaduje ako 23. najrozšírenejší prvok na svete. sAhoj, pričom je 50. najhojnejším v zemská kôrav koncentrácii blízkej olovo.
Avšak na rozdiel od viesťskandium je veľmi rozptýlené v celej zemskej kôre, pretože neexistujú žiadne geologické procesy, ktoré by ho koncentrovali, a preto je v malých množstvách prítomný vo viacerých mineráloch. Táto nízka účasť robí kov sa bežne získava ako vedľajší produkt pri spracovaní uránu, ktorých obsah Sc môže dosiahnuť približne 5 ppm (častíc na milión alebo mg/kg) v roztokoch uránu.
Existuje skandiová ruda, ktorá je vzácna, ktorej obsah je vysoký (môže dosiahnuť 34 % pri skandióze, oxid skandium III, Sc2THE3). Jej názov je thortveitita, skladba Sc2Áno2THE7, ktorý sa bežne vyskytuje v nórskom Ivelande. Jeho rarita je taká, že v 50. rokoch sa vzorky tejto rudy predávali za cenu vyššiu, ako bola jej hmotnosť v zlate.
Scandium možno získať aj z kovov vzácnych zemín (lantanoidy) vyzrážaním síranu skandia a draselného, ktorý je slabo rozpustný vo vode, alebo extrakciou tiokyanátu skandia pomocou dietyléteru.
zvláštne, Čajové lístky majú vyšší obsah skandia ako iné rastliny, aj keď v nepatrnej koncentrácii 140 ppb, teda 140 mg na tonu. Vysvetlenie tejto skutočnosti je, že čajové lístky pravdepodobne chemicky nerozlišujú medzi hliníkom, ktorý potrebujú, a skandiom.
Pozrite si to v našom podcaste:Tvrdý ako diamant: čo to znamená?
aplikácie scandium
Vo všeobecnosti je použitie skandia dosť obmedzené. Jedným z jeho použití je výroba lámp s vysokou svietivosťou, pretože keď sa k ortuti pridá skandium jodid v parových lampách tohto prvku, získa sa vysoko účinný zdroj svetla, podobný slnečnému žiareniu. Takéto zariadenia možno použiť ako reflektory napríklad pri športových podujatiach.
Prídavok 0,5 % Sc v hliníku zvyšuje pevnosť tohto kovu, zachováva jeho ľahkosť a tiež zvyšuje jeho bod topenia o 800 °C. Takéto vlastnosti umožňujú napríklad zváranie zliatiny, čo nie je možné s čistým hliníkom.
THE Rusko dokonca skladuje skandium zo strategických dôvodov, keďže mnohé časti stíhačiek MiG sú vyrábané zo skandiových zliatin.
V Spojených štátoch sa zliatiny skandia používajú pri výrobe športového vybavenia, ako sú bejzbalové pálky, lakrosové palice a rámy bicyklov.
história skandia
V roku 1869, pri vývoji periodickej tabuľky, zanechal ruský chemik Dmitri Mendelejev v jej tvorbe medzery, ktoré odôvodňovali, že budú vyplnené prvkami, ktoré ešte neboli objavené. V roku 1871 Mendelejev predpovedal, že v medzere medzi vápnik a titán, existoval by prvok s atómovou hmotnosťou blízkou 44 c.u.s názvom ekaboro. Predpona eka- znamená v sanskrte „jeden“ av praxi označovala „prvý nasledovaný“, teda prvok pod bórom.
Už v roku 1879 švédsky chemik Lars Fredrik Nilson pri analýze vzoriek minerálu euxenitu a iných zvyškov vzácnych zemín objavil oxid skandia, nazývaný scandia. Nilson si potom všimol, že jeden z vyťažených kovov má spektrálne čiary dosiaľ neznámeho prvku. Spektrálne čiary boli výsledkom spektroskopickej analýzy, techniky široko používanej na identifikáciu chemických prvkov.
Aj v tom istom roku sa Švédovi Perovi Teodorovi Clevovi podarilo izolovať množstvo skandia a určiť tak jeho atómová hmotnosť, čo potvrdzuje, že ide o ekaboro z Mendelejeva. THE nový prvok bol nazvaný scandium, s odkazom na oblasť Škandinávie.
Vyriešené cvičenia na scandium
Otázka 1
Elektrónová konfigurácia kovu skandium, 21Sc, v základnom stave je:
a) 1s2 2s2 2p6 3 s2 3p6 4s2 3d1
b) 1s2 2s2 2p6 3 s2 3p6 3d3
c) 1s2 2s2 2p6 3 s2 3p5 4s1 3d4
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 4s1 3d5
odpoveď:
pri vykonávaní elektronická distribúcia scandium, uvedomíme si, že má atómové číslo 21, teda 21 protónov. V základnom stave je počet protóny sa rovná počtu elektróny, pretože atóm je elektricky neutrálny. V podúrovniach teda musí byť rozmiestnených 21 elektrónov. Podúroveň môže prijať elektrón iba vtedy, ak je predchádzajúca úplne zaplnená. Správne rozdelenie je teda to, ktoré je uvedené v písmene A.
otázka 2
V roku 1871 ruský chemik Dmitri Mendelejev, vynálezca periodickej tabuľky, predpovedal existenciu prvku, ktorý by sa mal vzhľadom na svoju hmotnosť nachádzať medzi vápnikom a titánom. Tento prvok bol potom tzv ekaboro od Mendelejeva. V súčasnosti sa tento prvok nachádza už v periodickej tabuľke a pôvodne ho objavil Lars Fredrik Nilson v roku 1879.
Tento prvok je:
a) bór.
b) skandium.
c) vanád.
d) stroncium.
e) tantal.
Odpovedzte
Pri hodnotení periodickej tabuľky je potrebné poznamenať, že prvkom, ktorý sa nachádza medzi vápnikom a titánom, je prvok skandium (písmeno B), ktorý v skutočnosti predpovedal Mendelejev ako ekaboro.
Autor: Stefano Araújo Novais
Učiteľ chémie