Химичен елемент · справочна страница

21Sc

Скандий

Скандий е химичен елемент с атомен номер 21 (Sc), разположен в период 4, група 3 и блок d. Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Електронната конфигурация е [Ar] 3d1 4s2.

Атомен номер21

Стандартна атомна маса44.955907(4)

Група3

Период4

Блокd

Електронна конфигурация[Ar] 3d1 4s2

Електронна структура

Какво определя химичното поведение

d подобвивката участва в химията на скандий. Преходните метали могат да използват в химичните връзки електрони с близки енергии, затова променливите степени на окисление, координационните съединения и каталитичното поведение са характерни за d блока.

Електронната конфигурация [Ar] 3d1 4s2 трябва да се разглежда заедно със степента на окисление в съединението: отнемането на електрони променя запълването на d орбиталите и може да повлияе на цвета, магнетизма, химичното свързване и реактивността.

Химични форми

Съединения, йони и материали

За скандий важни химични форми са металът и неговите сплави, оксиди, халогениди и координационни съединения. Променливите степени на окисление са чести, защото s и d електроните имат близки енергии, а лигандите около металния йон могат силно да променят цвета, магнетизма и реактивността.

Физично поведение

Агрегатно състояние и фазови преходи

Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Посочената плътност е 2.985 g/cm³. Температурата на топене е 1 814 K (1 541 °C). Температурата на кипене е 3 109 K (2 836 °C). Налягането, чистотата и кристалната структура могат да променят измерените физични свойства.

Разпространение и приложения

Къде се среща скандий и за какво се използва

На практика скандий се среща в приложения като Сплави, Осветление и Научни изследвания.

На практика

Конкретни примери за приложение

Сплави

Скандий се добавя към метали, за да се променят якостта, устойчивостта на корозия, поведението при топене или свойствата при висока температура.

Осветление

Скандий се използва, защото атомите или съединенията му взаимодействат със светлината по полезен и възпроизводим начин.

Научни изследвания

Скандий се получава, изолира или измерва главно за изследване на атомни, ядрени и периодични закономерности, а не за масова търговска употреба.

Положение в периодичната система

Какво показват съседните елементи

Скандий е в период 4 и група 3. В показаната област той се намира между калций и титан в същия период; итрий е непосредствено под него в същата група. Тези позиции позволяват сравнение на атомния размер, йонизационната енергия и химичното свързване със съседните елементи.

Справочни данни

Физични и атомни свойства

Класификацияпреходен метал

Агрегатно състояние при стайна температуратвърдо

Електронни слоеве2 · 8 · 9 · 2

Плътност2.985 g/cm³

Температура на топене1 814 K (1 541 °C)

Температура на кипене3 109 K (2 836 °C)

Електроотрицателност по Полинг1.36

Първа йонизационна енергия633.1 kJ/mol

Електронен афинитет18 kJ/mol

Стойностите се отнасят за елемента или за неутралния атом, когато това е приложимо. Физичните данни могат да зависят от алотропната форма, налягането и условията на измерване.

История

Откриване и идентифициране

Откриването на скандий се свързва с Lars Fredrik Nilson. Разпознаването на елемента, изолирането на чиста проба и определянето на съвременния му атомен номер не е задължително да са станали едновременно.

Изотопи и атомна маса

Как изотопният състав променя числените стойности

Стандартната атомна маса е 44.955907(4). Тази стойност се отнася за изотопния състав на естествен земен материал, а не за масата на един конкретен атом.

Скандий има поне един стабилен изотоп. Различните изотопи имат еднакъв брой протони и затова принадлежат към един и същ химичен елемент, но се различават по броя на неутроните и атомната маса.

Безопасност

Работа и експозиция

Рисковете, свързани с скандий, зависят от химичната форма, дозата и пътя на експозиция. Чистият елемент, неговите йони и съединения могат да имат много различни биологични и екологични ефекти, затова данните за безопасност трябва да се проверяват за конкретното използвано вещество.