Skandiyum (Sc), kimyasal element, periyodik tablonun 3. Grubunun nadir toprak metalidir.
Scandium gümüşi beyaz, orta derecede yumuşak bir metaldir. Havadaki oldukça dengeli olan ancak yavaş çünkü Sc oluşumu sarımsı görünümünü gümüş beyaz rengini değiştirecek 2 O 3 yüzeyinde oksit. Metal, koruyucu bir triflorür tabakasının daha fazla reaksiyonu önlediği hidroflorik asit (HF) dışında seyreltik asitlerde yavaşça çözünür. Scandium, 0 K (−273 ° C veya −460 ° F) ile erime noktasına (1,541 ° C veya 2,806 ° F) kadar paramanyetiktir. 186 kilobar'ı aşan basınçlarda −273.1 ° C'de (−459.6 ° F) süper iletken olur.
1871'de Rus kimyager Dmitry İvanoviç Mendeleyev, bu elementin varlığını tahmin ettikten ve geçici olarak ekaboron olarak adlandırdıktan sonra, 1879'da İsveçli kimyager Lars Fredrik Nilson, daha sonra nadir toprak mineralleri gadolinit ve östenit ve İsveçli kimyager Per Teodor Cleve'de 1879'da İsveçli kimyacı Per Teodor Cleve'yi keşfetti scandium'u varsayımsal ekaboron olarak tanımladı. Skandiyum, ağır lantanit cevherlerinin çoğunda ve çoğu kalay, uranyum ve tungsten cevherinde küçük oranlarda, genellikle yüzde 0,2'den az bulunur. Thortveitit (bir skandiyum silikat), yaklaşık yüzde 34'lük büyük miktarda skandiyum içeren tek mineraldir, ancak maalesef bu mineral oldukça nadirdir ve önemli bir skandiyum kaynağı değildir. Skandiyumun kozmik bolluğu nispeten yüksektir. Her ne kadar Dünya'daki en bol 50. element (her ne kadar berilyum berilyum'a benzer) olsa da, Güneş'in en bol 23. elementidir.
Doğada, skandiyum bir kararlı izotop, skandiyum-45 şeklinde bulunur. Kütleleri 36 ila 61 arasında değişen 25 (nükleer izomerler hariç) arasında radyoaktif izotoplar arasında en kararlı olanı skandiyum-46 (yarılanma ömrü 83.79 gündür) ve en az kararlı olanı skandiyum-39'dur (yarılanma ömrü 300 nanosaniyeden azdır)).
Skandiyum, çözünmeyen potasyum skandiyum sülfatın çökeltilmesi veya skandyum tiyosiyanatın dietil eter ile ekstraksiyonu ile diğer nadir topraklardan ayrılır. Metalin kendisi ilk olarak 1938'de ötektik bir karışımdaki potasyum, lityum ve skandiyum klorürlerin elektrolizi ile (yani, bu bileşenlerle mümkün olan en düşük erime noktasına sahip bir karışım) hazırlandı. Scandium şimdi çoğunlukla yaklaşık yüzde 0.02 skandiyum oksit içeren mineral daviditten uranyum ekstraksiyonunun bir yan ürünü olarak üretilmektedir. Skandiyum iki allotropik (yapısal) formda bulunur. Α-fazı, oda sıcaklığında a = 3.3088 Å ve c = 5.2680 Å ile yakın paketlenmiş altıgendir. Phase-faz, vücut merkezli kübiktir ve tahmini olarak a = 3,73 Å, 1,337 ° C'de (2,439 ° F).
Bu olağandışı geçiş metalinin sadece birkaç kullanımı geliştirilmiştir, çoğunlukla skandiyumun sınırlı bulunabilirliği ve yüksek maliyeti nedeniyle. Düşük yoğunluğu ve yüksek erime noktası, askeri ve yüksek performanslı uygulamalar için hafif metaller için bir alaşım olarak uygulama önermektedir. Skandiyumun başlıca kullanım alanları spor malzemeleri ve yüksek yoğunluklu metal halojenür lambalar için alüminyum bazlı alaşımlara alaşım katkısıdır. Alüminyum ve alüminyum esaslı alaşımlarla alaşımlandığında, skandiyum yüksek sıcaklıkta tane büyümesini sınırlar.
Skandiyum kimyası, oksidasyon durumunun +3 diğer nadir toprak elementlerine alüminyum veya titanyumdan daha yakın bir benzerlik taşır. Bununla birlikte, bazı davranışları, nadir toprak ortalamasıyla (12 numaralı koordinasyon için 1.82 Å) karşılaştırıldığında, önemli ölçüde daha küçük iyonik yarıçapı (12 numaralı koordinasyon için 1.66 Å) nedeniyle nadir topraklardan atipiktir. Bu nedenle, Sc3 + iyonu nispeten güçlü bir asittir ve kompleks iyonlar oluşturma eğilimi çok daha yüksektir.
Eleman Özellikleri
| atomik numara | 21 |
|---|---|
| atom ağırlığı | 44,95591 |
| erime noktası | 1.541 ° C (2.806 ° F) |
| kaynama noktası | 2.836 ° C (5.137 ° F) |
| spesifik yer çekimi | 2.989 (24 ° C veya 75 ° F) |
| paslanma durumu | 3 |
| elektron konfigürasyonu | [Ar] 3d 1 4 s 2 |
