Scandium (Sc), chemisch element, een zeldzaam aardmetaal van groep 3 van het periodiek systeem.
Scandium is een zilverwit, matig zacht metaal. Het is redelijk stabiel in de lucht, maar zal door de vorming van Sc 2 O 3 oxide op het oppervlak langzaam van kleur veranderen van zilverwit naar geelachtig uiterlijk. Het metaal lost langzaam op in verdunde zuren - behalve fluorwaterstofzuur (HF), waarin een beschermende trifluoridelaag verdere reactie voorkomt. Scandium is paramagnetisch van 0 K (-273 ° C of -460 ° F) tot zijn smeltpunt (1.541 ° C of 2.806 ° F). Het wordt supergeleidend bij -273,1 ° C (-459,6 ° F) bij een druk van meer dan 186 kilobars.
Nadat de Russische chemicus Dmitry Ivanovich Mendeleyev in 1871 het bestaan van dit element had voorspeld en het ekaboron noemde, ontdekte de Zweedse chemicus Lars Fredrik Nilson in 1879 zijn oxide, scandia, in de zeldzame aardmineralen gadoliniet en euxeniet, en de Zweedse chemicus Per Teodor Cleve later in 1879 identificeerde scandium als de hypothetische ekaboron. Scandium wordt in kleine hoeveelheden, over het algemeen minder dan 0,2 procent, aangetroffen in veel van de zware lanthanide-ertsen en in veel tin-, uranium- en wolfraamertsen. Thortveitite (een scandiumsilicaat) is het enige mineraal dat grote hoeveelheden scandium bevat, ongeveer 34 procent, maar helaas is dit mineraal vrij zeldzaam en is het geen belangrijke bron van scandium. De kosmische overvloed aan scandium is relatief hoog. Hoewel het slechts ongeveer het 50e meest voorkomende element op aarde is (de overvloed is vergelijkbaar met die van beryllium), is het ongeveer het 23e meest voorkomende element in de zon.
In de natuur bestaat scandium in de vorm van één stabiele isotoop, scandium-45. Van de 25 (met uitzondering van nucleaire isomeren) radioactieve isotopen met een massa van 36 tot 61, is scandium-46 (halfwaardetijd van 83,79 dagen) de meest stabiele en scandium-39 (halfwaardetijd van minder dan 300 nanoseconden) de minst stabiele.).
Scandium wordt van de andere zeldzame aarden gescheiden door precipitatie van het onoplosbare kaliumscandiumsulfaat of door extractie van scandiumthiocyanaat door diethylether. Het metaal zelf werd in 1938 voor het eerst bereid door de elektrolyse van kalium-, lithium- en scandiumchloriden in een eutectisch mengsel (dat wil zeggen een mengsel met het laagst mogelijke smeltpunt met die componenten). Scandium wordt nu voornamelijk geproduceerd als bijproduct van uraniumextractie uit het mineraal davidiet, dat ongeveer 0,02 procent scandiumoxide bevat. Scandium bestaat in twee allotrope (structurele) vormen. De α-fase is dicht opeengepakt zeshoekig met a = 3,3088 Å en c = 5,2680 Å bij kamertemperatuur. De β-fase is lichaamsgericht kubisch met een geschatte a = 3,73 Å bij 1337 ° C (2,439 ° F).
Er zijn slechts een paar toepassingen van dit ongebruikelijke overgangsmetaal ontwikkeld, voornamelijk vanwege de beperkte beschikbaarheid en hoge kosten van scandium. De lage dichtheid en het hoge smeltpunt suggereren toepassingen als legeringsmiddel voor lichtgewicht metalen voor militaire en hoogwaardige toepassingen. De belangrijkste toepassingen van scandium zijn als legeringstoevoeging aan legeringen op basis van aluminium voor sportartikelen en in halogeenmetaaldamplampen met hoge intensiteit. Wanneer scandium gelegeerd is met aluminium en op aluminium gebaseerde legeringen, beperkt het de korrelgroei bij hoge temperaturen.
De chemie van scandium lijkt meer op die van de andere zeldzame aardelementen van oxidatietoestand +3 dan op die van aluminium of titanium. Een deel van zijn gedrag is echter atypisch voor de zeldzame aarden vanwege zijn aanzienlijk kleinere ionenstraal (1,66 Å voor coördinatienummer 12) in vergelijking met het zeldzame-aardemiddel (1,82 Å voor coördinatie nummer 12). Om deze reden is het Sc 3+ -ion een relatief sterk zuur en heeft het een veel grotere neiging om complexe ionen te vormen.
Elementeigenschappen
| atoomnummer | 21 |
|---|---|
| atoomgewicht | 44.95591 |
| smeltpunt | 1.541 ° C (2.806 ° F) |
| kookpunt | 2836 ° C (5137 ° F) |
| soortelijk gewicht | 2.989 (24 ° C of 75 ° F) |
| oxidatie toestand | +3 |
| elektronen configuratie | [Ar] 3d 1 4s 2 |
![The Hill film van Lumet [1965]](https://images.thetopknowledge.com/img/entertainment-pop-culture/2/hill-film-lumet-1965.jpg "The Hill film van Lumet [1965]")
