Skandij (Sc), kemični element, redkozemeljska kovina iz skupine 3 periodične tabele.
Scandium je srebrno bela, zmerno mehka kovina. To je v zraku dokaj stabilen, vendar bo počasi spremeni svojo barvo iz srebrno bele do rumenkasto videz zaradi tvorbe Sc 2 O 3 oksida na površini. Kovina se počasi raztopi v razredčenih kislinah - razen fluorovodikove kisline (HF), v kateri zaščitna plast trifluorida prepreči nadaljnjo reakcijo. Skandija je paramagnetna od 0 K (–273 ° C ali -460 ° F) do njene tališča (1,541 ° C ali 2,806 ° F). Pri tlakih, ki presegajo 186 kilobarov, postane superprevodni pri –273,1 ° C (–459,6 ° F).
Potem ko je ruski kemik Dmitrij Ivanovič Mendelejev leta 1871 napovedal obstoj tega elementa in ga predhodno imenoval ekaboron, je švedski kemik Lars Fredrik Nilson leta 1879 odkril njegov oksid, skandijo, v redkozemeljskih mineralih gadolinit in evksenit, švedski kemik Per Teodor Cleve pozneje leta 1879 Skandij je opredelil kot hipotetični ekaboron. Skandija najdemo v majhnih deležih, na splošno manj kot 0,2 odstotka, v mnogih težkih lantanidnih rudah in v številnih kositrnih, uranovih in volframovih rudah. Thortveitite (skandijev silikat) je edini mineral, ki vsebuje velike količine skandija, približno 34 odstotkov, žal pa je ta mineral dokaj redek in ni pomemben vir skandija. Kozmična številčnost skandija je razmeroma velika. Čeprav gre le za 50. najobsežnejši element na Zemlji (njegova številčnost je podobna kot berilij), gre za 23. najpogostejši element na Soncu.
Skandij v naravi obstaja v obliki enega stabilnega izotopa, skandija-45. Med 25 (brez jedrskih izomerov) radioaktivnih izotopov z maso od 36 do 61, je najbolj stabilen skandij-46 (razpolovni čas 83,79 dni), najmanj stabilen pa je skandij-39 (razpolovni čas manj kot 300 nanosekund).
Skandij ločimo od ostalih redkih zemlje z obarjanjem netopnega kalijevega skandijevega sulfata ali z ekstrakcijo skandijevega tiocianata z dietilnim etrom. Sama kovina je bila prvič pripravljena leta 1938 z elektrolizo kalijevih, litijevih in skandijevih kloridov v evtektični mešanici (tj. Zmesi, ki ima pri teh komponentah najnižjo tališče). Skandij se zdaj večinoma proizvaja kot stranski produkt pridobivanja urana iz minerala davidita, ki vsebuje približno 0,02 odstotka skandijevega oksida. Skandij obstaja v dveh alotropnih (strukturnih) oblikah. Α-faza je šestkotno tesno zaprta z a = 3,3088 A in c = 5,2680 Å pri sobni temperaturi. Β-faza je telesno koncentrirana kubika z ocenjeno a = 3,73 Å pri 1,337 ° C (2,439 ° F).
Razvitih je bilo le nekaj uporab te nenavadne prehodne kovine, predvsem zaradi omejene razpoložljivosti in visokih stroškov skandija. Nizka gostota in visoka tališče kažejo na uporabo kot legirno sredstvo za lahke kovine za vojaške in visokozmogljive aplikacije. Glavna uporaba skandija je kot dodatek zlitin zlitinam na osnovi aluminija za športne izdelke in visokointenzivnih kovinskih halogenidnih svetilkah. Skandij, ko je legiran z aluminijevimi in zlitinami na osnovi aluminija, omejuje rast zrna pri visoki temperaturi.
Kemija skandija je bolj podobna tisti v drugih redkozemeljskih elementih oksidacijskega stanja +3 kot tista iz aluminija ali titana. Nekatere vedenje pa je zaradi redkih zemelj netipično zaradi njegovega bistveno manjšega ionskega polmera (1,66 Å za koordinacijsko številko 12) v primerjavi z redkozemeljskim povprečjem (1,82 Å za koordinacijsko številko 12). Zaradi tega je ion Sc 3+ sorazmerno močna kislina in ima veliko večjo težnjo po tvorbi kompleksnih ionov.
Lastnosti elementov
| atomsko število | 21 |
|---|---|
| atomska teža | 44.95591 |
| tališče | 1.541 ° C (2.806 ° F) |
| vrelišče | 2.836 ° C (5.137 ° F) |
| specifična težnost | 2.989 (24 ° C ali 75 ° F) |
| oksidacijsko stanje | +3 |
| konfiguracija elektronov | [Ar] 3d 1 4s 2 |
