Skandium


Přispěvatelé projektů Wikimedia

Article Images

chemický prvek s atomovým číslem 21

Skandium (chemická značka Sc, latinsky Scandium) je silně elektropozitivní, stříbřitě bílý, měkký kov. Oxidační číslo skandia ve většině sloučenin je +3. Průmyslové uplatnění skandia je poměrně malé, hlavní využití nachází při výrobě světelných zdrojů.

Skandium
  [Ar] 3d1 4s2
45 Sc
21
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
↓ Periodická tabulka ↓
Obecné
Název, značka, číslo Skandium, Sc, 21
Cizojazyčné názvy lat. Scandium
Skupina, perioda, blok 3. skupina, 4. perioda, blok d
Chemická skupina Přechodné kovy
Koncentrace v zemské kůře 5 až 22 ppm
Koncentrace v mořské vodě 0,00004 mg/l
Vzhled Stříbřitě bílý, měkký a výrazně lehký kovov
Identifikace
Registrační číslo CAS 7440-20-2
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost 44,9559
Atomový poloměr 162 pm
Kovalentní poloměr 170 pm
Van der Waalsův poloměr 211 pm
Iontový poloměr 81 pm
Elektronová konfigurace [Ar] 3d1 4s2
Oxidační čísla +III
Elektronegativita (Paulingova stupnice) 1,36
Ionizační energie
První 633,1 KJ/mol
Druhá 1235,0 KJ/mol
Třetí 2388 KJ/mol
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustava Šesterečná
Molární objem 15,00×10−6 m3/mol
Mechanické vlastnosti
Hustota 2,985 g/cm3
Skupenství Pevné
Tvrdost 2,5
Tlak syté páry 100 Pa při 2006K
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost 15,8 W⋅m−1⋅K−1
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání 1540,85 °C (1 814 K)
Teplota varu 2835,85 °C (3 109 K)
Skupenské teplo tání 14,1 KJ/mol
Skupenské teplo varu 332,7 KJ/mol
Měrná tepelná kapacita 25,52 Jmol−1K−1,
568 Jkg−1K−1
Elektromagnetické vlastnosti
Elektrická vodivost 1,77×106 S/m
Měrný elektrický odpor 562 nΩ·m
Standardní elektrodový potenciál -2,03 V
Magnetické chování Paramagnetický
Bezpečnost

GHS02 – hořlavé látky
GHS02

[1]
Varování[1]
R-věty R11
S-věty S16, S43
Izotopy
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P
44Sc umělý 58,61 hod ε β+ 3,923 9 44Ca
γ 0,271 24 44Ca
45Sc 100% je stabilní s 24 neutrony
46Sc umělý 83,79 dne β− 0,3569 46Ti
γ 0,889 46Ti
47Sc umělý 3,3492 dne β− 0,44 47Ti
γ 1,159 47Ti
48Sc umělý 46,67 hod β− 0,661 48Ti
γ 0,9 48Ti
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Vápník ≺ Sc ≻ Titan
⋎
Y
Skandium ve zkumavce

Skandium patří mezi prvky, jejichž existenci předpověděl ruský chemik a tvůrce periodické tabulky prvků Dmitrij Ivanovič Mendělejev. Roku 1869 publikoval článek o předkládaných vlastnostech doposud neobjeveného prvku, který nazval ekabor.

Objev skandia učinil švédský chemik Lars Fredrick Nilson roku 1879 pomocí spektrální analýzy, když ve spektru směsi prvků vzácných zemin z minerálů euxtenitu a gadolinitu objevil doposud neznámé spektrální linie. Rozkladem těchto minerálů a chemickým dělením vzniklé směsi se mu podařilo získat 2 g vysoce čistého oxidu skanditého (Sc2O3).

Čisté kovové elementární skandium bylo připraveno až roku 1937 elektrolýzou taveniny směsi draslíku, lithia a chloridu skanditého ScCl3 při teplotě 700–800 °C na wolframové elektrodě.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

editovat

 
kovové skandium

Skandium je stříbřitě bílý, měkký a výrazně lehký kovový prvek, podobný svými vlastnostmi hliníku, titanu a lanthanoidům.

Chemicky je poměrně stálé, na vzduchu se pozvolna pokrývá vrstvičkou nažloutlého oxidu, který jej chrání před další korozí. Je odolné proti působení vlhkosti a vody, stejně tak odolává působení oxidačních kyselin.

Skandium se vyskytuje v přírodě v relativně velkém množství. Jeho průměrný obsah v zemské kůře se pohybuje v rozmezí 5–22 mg/kg. V mořské vodě je jeho obsah značně nízký, přibližně 0,000 04 mg/l. Ve vesmíru připadá jeden atom skandia přibližně na 1 miliardu atomů vodíku.

Přestože neexistují žádná velká ložiska rud s vysokým obsahem skandia, značné množství se získává při zpracování uranových rud. Existuje pouze jeden nerost obsahující větší množství skandia – thortveitit Sc2Si2O7, jehož největší naleziště se nacházejí v Norsku.

Jelikož nemá skandium žádný velký technický význam, vyrábí se pouze v malém množství. Z větší části se získává z odpadu při zpracování uranových rud, dalším zdrojem je thortveitit, který obsahuje 35–40 % oxidu skanditého.

Skandium se používá při výrobě vysoce intenzivních zdrojů světla, radioaktivní izotop 46Sc se používá při rafinaci ropy. Největší využití nachází ve slitinách s hliníkem, které se používají v leteckém průmyslu a při výrobě sportovního vybavení (kola, baseballové pálky, …). Používá se také jako konstrukční kov v kosmonautice.

Přírodní skandium obsahuje pouze jeden stabilní izotop 45Sc. Dále je známo celkem 25 radioizotopů, z nichž nejstabilnější je 46Sc (poločas rozpadu = 83,79 dnů).

  1. ↑ a b Scandium. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-24]. Dostupné online. (anglicky)
  • Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
  • Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
  • Jursík F.: Anorganická chemie nekovů. 1. vyd. 2002. ISBN 80-7080-504-8
  • Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
  • N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9