Scandium (Sc)องค์ประกอบทางเคมีโลหะหายากของกลุ่ม 3 ของตารางธาตุ
Scandium เป็นโลหะเงินสีขาวเงินอ่อน มันค่อนข้างเสถียรในอากาศ แต่จะค่อยๆเปลี่ยนสีจากสีขาวเงินเป็นลักษณะสีเหลืองเนื่องจากการก่อตัวของออกไซด์Sc 2 O 3บนพื้นผิว โลหะละลายอย่างช้าๆในกรดเจือจาง - ยกเว้นกรดไฮโดรฟลูออริก (HF) ซึ่งชั้นไตรฟลูออไรด์ป้องกันจะป้องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยาต่อไป Scandium เป็นพาราแมกเนติกตั้งแต่ 0 K (−273 ° C หรือ −460 ° F) ถึงจุดหลอมเหลว (1,541 ° C หรือ 2,806 ° F) มันกลายเป็นตัวนำยิ่งยวดที่.1 273.1 ° C (−459.6 ° F) ที่ความดันเกิน 186 กิโลกรัม
หลังจากนักเคมีชาวรัสเซีย Dmitry Ivanovich Mendeleyev ในปี 1871 ทำนายการมีอยู่ขององค์ประกอบนี้อย่างไม่แน่นอนเรียกมันว่า ekaboron นักเคมีชาวสวีเดน Lars Fredrik Nilson ในปี 1879 ค้นพบออกไซด์, สแกนดิเดีย, ในแร่ธาตุดินที่หายาก Gadolinite และ euxenite scandium ระบุว่าเป็นสมมุติ ekaboron Scandium พบได้ในสัดส่วนขนาดเล็กโดยทั่วไปน้อยกว่าร้อยละ 0.2 ในแร่แลนทานัมหนักหลายชนิดและในดีบุกยูเรเนียมและทังสเตนหลายแร่ Thortveitite (scandium silicate) เป็นแร่เพียงชนิดเดียวที่มี scandium ในปริมาณมากประมาณ 34 เปอร์เซ็นต์ แต่น่าเสียดายที่แร่ชนิดนี้หายากและไม่ได้เป็นแหล่งสำคัญของ scandium ความชุกชุมของจักรวาลค่อนข้างสูง แม้ว่ามันจะเป็นเพียงองค์ประกอบที่มีมากที่สุดครบรอบ 50 ของโลก (ความอุดมสมบูรณ์คล้ายกับเบริลเลียม) แต่เป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดครั้งที่ 23 ในดวงอาทิตย์
ในธรรมชาติ scandium นั้นอยู่ในรูปของไอโซโทปเสถียรหนึ่ง scandium-45 ในบรรดา 25 (ไม่รวมไอโซโทปนิวเคลียร์) ไอโซโทปกัมมันตรังสีที่มีมวลอยู่ระหว่าง 36-61, เสถียรที่สุดคือ scandium-46 (ครึ่งชีวิต 83.79 วัน), และเสถียรน้อยที่สุดคือ scandium-39 (ครึ่งชีวิตน้อยกว่า 300 nanoseconds)
Scandium ถูกแยกออกจากดินที่หายากอื่น ๆ โดยการตกตะกอนของโพแทสเซียม scandium ซัลเฟตที่ไม่ละลายน้ำหรือโดยการสกัดของ scandium thiocyanate โดย diethyl อีเธอร์ โลหะนั้นถูกเตรียมขึ้นครั้งแรกในปี 2481 โดยอิเล็กโตรไลซิสของโพแทสเซียมลิเธียมและสแกนเดียมคลอไรด์ในส่วนผสมยูเทคติก (เช่นส่วนผสมที่มีจุดหลอมเหลวต่ำที่สุดเท่าที่เป็นไปได้กับส่วนประกอบเหล่านั้น) ตอนนี้ Scandium ผลิตส่วนใหญ่เป็นผลพลอยได้จากการสกัดยูเรเนียมจาก davidite แร่ซึ่งประกอบด้วย scandium ออกไซด์ประมาณ 0.02 เปอร์เซ็นต์ Scandium มีอยู่สองรูปแบบ (โครงสร้าง) allotropic เฟสαนั้นเป็นรูปหกเหลี่ยมที่อยู่ใกล้กันบรรจุด้วย = 3.3088 Åและ c = 5.2680 Åที่อุณหภูมิห้อง เฟส is คือลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ร่างกายโดยมีค่า a = 3.73 Åที่ 1,337 ° C (2,439 ° F)
มีการพัฒนาโลหะทรานซิชันผิดปกติเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้นซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากความพร้อมใช้งานที่ จำกัด ของสแกนเดียมและค่าใช้จ่ายสูง ความหนาแน่นต่ำและจุดหลอมเหลวสูงขอแนะนำการใช้งานเป็นสารผสมสำหรับโลหะน้ำหนักเบาสำหรับการใช้งานทางทหารและประสิทธิภาพสูง การใช้งานที่สำคัญของสแกนเดียมเป็นสารเติมแต่งโลหะผสมกับโลหะผสมอลูมิเนียมสำหรับสินค้ากีฬาและในหลอดฮาไลด์โลหะความเข้มสูง เมื่อผสมกับอลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียม scandium จำกัด การเติบโตของเมล็ดที่อุณหภูมิสูง
เคมีของสแกนเดียมมีความคล้ายคลึงกับองค์ประกอบของธาตุหายากอื่น ๆ ในสถานะออกซิเดชัน +3 มากกว่าอะลูมิเนียมหรือไทเทเนียม อย่างไรก็ตามพฤติกรรมบางอย่างนั้นผิดปกติของโลกที่หายากเนื่องจากมีรัศมีไอออนิกน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ (1.66 Åสำหรับการประสานงานหมายเลข 12) เมื่อเปรียบเทียบกับค่าเฉลี่ยของโลกที่หายาก (1.82 Åสำหรับการประสานงานหมายเลข 12) ด้วยเหตุนี้ไอออนSc 3+จึงเป็นกรดที่ค่อนข้างแรงและมีแนวโน้มที่จะสร้างไอออนเชิงซ้อนได้มากกว่า
คุณสมบัติองค์ประกอบ
| เลขอะตอม | 21 |
|---|---|
| น้ำหนักปรมาณู | 44.95591 |
| จุดหลอมเหลว | 1,541 ° C (2,806 ° F) |
| จุดเดือด | 2,836 ° C (5,137 ° F) |
| แรงดึงดูดเฉพาะ | 2.989 (24 ° C หรือ 75 ° F) |
| สถานะออกซิเดชัน | 3 |
| การกำหนดค่าอิเล็กตรอน | [Ar] 3d 1 4s 2 |
