Skandium

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Skandium
21 vápnik ← skandium → titán
 

Sc

Y
Sc
Vzhľad
strieborno-biely kov
skandium
Všeobecné
Názov (lat.), značka, protónové číslo skandium (scandium), Sc, 21
Umiestnenie v PSP 3. skupina4. periódablok d
Séria prechodné prvky, kovy
Atómové vlastnosti
Atómová hmotnosť 44,955912 g·mol−1
Elektrónová konfigurácia [Ar] 3d1 4s2
Atómový polomer 162 pm
Kovalentný polomer 170 pm
Kovový polomer 165 pm
Iónový polomer
pre: Sc3+
81 pm
Chemické vlastnosti
Elektronegativita 1,36 (podľa Paulinga)
Ionizačná energia(e) 1: 633,1 kJ.mol−1
2: 1 235,0 kJ.mol−1
3: 2 388,6 kJ.mol−1
Oxidačné číslo(a) III
Št. potenciál
(Sc3+/Sc)
-2,08 V
Fyzikálne vlastnosti (za norm. podmienok)
Skupenstvo pevné
Hustota 2,985 kg·dm−3
Hustota kvapaliny
(pri 1 814 K)
2,80 kg·dm−3
Teplota topenia 1 814 K (1 540,85 °C)
Teplota varu 3 109 K (2 835,85 °C)
Sk. teplo topenia 14,1 kJ·mol−1
Sk. teplo varu 332,7 kJ·mol−1
Tepelná kapacita 25,52 J·mol−1·K−1
Tlak pary
p(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T(K) 1 645 1 804 2 006 2 266 2 613 3 101
Iné
Kryštálová sústava hexagonálna
Magnetizmus paramagnetický
Elektrický odpor 562 nΩ·m
Tep. vodivosť 15,8 W·m−1·K−1
Tep. rožťažnosť 10,2 µm·m−1·K−1
Youngov modul 74,4 GPa
Pružnosť v šmyku 29,1 GPa
Objemová pružnosť 56,6 GPa
Poissonovo č. 0,279
Tvrdosť (Brinell) 750 MPa
Reg. číslo CAS 7440-20-2
Izotop(y) (vybrané)
Izotop Výskyt t1/2 Rr Er (MeV) Pr
Radioactive.svg 44Sc synt. 58,61 h. ε
γ
-
1,1
44Ca
45Sc 100 % stabilný s 24 neutrónmi
Radioactive.svg 46Sc synt. 83,79 d. β-
γ
0,3569
0,889
46Ti
Radioactive.svg 47Sc synt. 3,3492 d. β-
γ
0,44
0,159
47Ti
Radioactive.svg 48Sc synt. 46,67 h. β-
γ
0,661
0,9
48Ti
Commons-logo.svg
 Commons ponúka multimediálny obsah na tému skandium.
Pozri aj chemický portál

Skandium (scandium) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Sc a protónové číslo 21. Skandium je silne elektropozívny, strieborne biely, mäkký kov. Oxidačný stav skandia je vo väčšine zlúčenín +3. Priemyslové uplatnenie skandia je pomerne malé, hlavné využitie nachádza pri výrobe svetelných zdrojov.

História objavu[upraviť | upraviť zdroj]

Skandium patrí medzi prvky, ktorých existenciu predpovedal ruský chemik a tvorca periodickej tabuľky prvkov Dmitrij Ivanovič Mendelejev. V roku 1869 publikoval článok o predkladaných vlastnostiach dovtedy neobjaveného prvku, ktorý naznal ekabor.

Objav skandia učinil švédsky chemik Lars Fredrick Nilson v roku 1879 pomocou spektrálnej analýzy, keď v spektre zmesi prvkov vzácnych zemín z minerálov euxtenitu a gadolinitu objavil dovtedy neznáme spektrálne línie. Rozkladom týchto minerálov a chemickým delením vzniknutej zmesi sa mu podarilo získať 2 g vysoko čistého oxidu skanditého Sc2O3.

Čisté kovové elementárne skandium bolo pripravené až v roku 1937 elektrolýzou taveniny zmesi draslíka, lítia a chloridu skanditého ScCl3 pri teplote 700 – 800 °C na volfrámovej elektróde.

Základne fyzikálno-chemické vlastnosti[upraviť | upraviť zdroj]

Skandium je strieborne biely, mäkký a výrazne ľahký kovový prvok, podobný svojimi vlastnosťami hliníku, titánu a lantanoidom.

Chemicky je pomerne stály, na vzduchu sa pomaly pokrýva vrstvičkou nažltlého oxidu, ktorý ho chráni pred ďalšou koróziou. Je odolný voči pôsobeniu vlhkosti a vody, rovnako odoláva aj pôsobeniu oxidačných kyselín.

Výskyt v prírode[upraviť | upraviť zdroj]

Skandium sa vyskytuje v prírode v relatívne veľkom množstve. Jeho priemerný obsah v zemskej kôre sa pohybuje v rozmedzí 5 – 22 mg Sc/kg. V morskej vode je jeho obsah pomerne nízky, približne 0,000 04 mg/l. Vo vesmíre pripadá jeden atóm skandia na približne na 1 miliardu atómov vodíka.

Hoci neexistujú žiadne veľké ložiská rúd s vysokým obsahom skandia, značné množstvo sa získava pri spracovaní uránových rúd. Existuje len jeden nerast obsahujúci väčšie množstvo skandia – tortveitit Sc2Si2O7, ktorého najväčšie náleziská sa nachádzajú v Nórsku.

Výroba a použitie[upraviť | upraviť zdroj]

Vzhľadom na to, že skandium nemá žiadny veľký technický význam, vyrába sa iba v malom množstve. Z väčšej časti sa získava z odpadu pri spracovaní uránových rúd, ďalším zdrojom je tortveitit, ktorý obsahuje 35 – 40% oxidu skanditého.

Skandium sa používa pri výrobe vysoko intenzívnych zdrojov svetla, rádioaktívny izotop 46Sc sa používa pri rafinácii ropy. Najväčšie využitie nachádza v zliatinách s hliníkom, ktoré sa používajú v leteckom priemysle a pri výrobe športového vybavenie (bicykle, bejzbalové pálky, ...). Používa sa tiež ako konštrukčný kov v kozmonautike.

Izotopy[upraviť | upraviť zdroj]

Prírodné skandium obsahuje len jeden stabilný izotop 45Sc. Ďalej je známych dohromady 13 rádioizotopov, z ktorých najstabilnejším je 46Sc (polčas rozpadu je 83,79 dní). 47Sc má polčas rozpadu 3.3492 dní a 48Sc len 43,67 hodín. Ostatné izotopy majú polčas rozpadu kratší ako 4 hodiny a väčšina z nich dokonca menej ako 2 minúty. Tento prvok má tiež päť metastavov, z ktorých najpodstatnejší je 44mSc (polčas rozpadu 58,6 hod.).

Atómová hmotnosť izotopov skandia sa pohybuje od 39,978 amu (40Sc) do 53,963 amu (54Sc).

Iné projekty[upraviť | upraviť zdroj]