Element químic · fitxa de referència
21Sc

Escandi

L’escandi és l’element 21 (Sc), situat al període 4, grup 3 i bloc d. A temperatura ambient, el seu estat de referència és sòlid. La seva configuració electrònica és [Ar] 3d1 4s2.

Nombre atòmic21
Pes atòmic estàndard44.955907(4)
Grup3
Període4
Blocd
Configuració electrònica[Ar] 3d1 4s2
Estructura electrònica

Què determina la seva química

La subcapa d participa en la química de l’escandi. Els metalls de transició poden utilitzar electrons d’energies properes en els enllaços, fet que afavoreix estats d’oxidació variables i compostos de coordinació.

La configuració [Ar] 3d1 4s2 s’ha d’interpretar juntament amb l’estat d’oxidació: en retirar electrons canvia l’ocupació dels orbitals d i poden variar el color, el magnetisme, l’enllaç i la reactivitat.

Formes químiques

Compostos, ions i materials

Entre les formes químiques importants de l’escandi hi ha el metall i els seus aliatges, òxids, halurs i compostos de coordinació. Els estats d’oxidació variables i l’entorn dels lligands poden modificar notablement el color, el magnetisme i la reactivitat.

Comportament físic

Estat i canvis de fase

A temperatura ambient, l’estat de referència és sòlid. La densitat indicada és 2.985 g/cm³. El punt de fusió és 1 814 K (1 541 °C). El punt d’ebullició és 3 109 K (2 836 °C). La pressió, la puresa i l’estructura cristal·lina poden modificar els valors mesurats.

Presència i aplicacions

On es troba l’escandi i per a què s’utilitza

A la pràctica, l’escandi es troba, es produeix o s’utilitza en àmbits com aliatges, il·luminació i recerca científica. La forma química o isotòpica concreta en determina la funció.

A la pràctica

Exemples d’usos reals

Aliatges

L’escandi s’afegeix a aliatges per a modificar resistència mecànica, corrosió, comportament de fusió o prestacions a alta temperatura.

Il·luminació

L’escandi s’utilitza en sistemes d’il·luminació perquè els seus àtoms o compostos emeten o interactuen amb la llum d’una manera útil i reproduïble.

Recerca científica

L’escandi es produeix, aïlla o mesura principalment per estudiar tendències atòmiques, nuclears i periòdiques, més que per a un ús comercial a gran escala.

Posició periòdica

Què indiquen els elements veïns

L’escandi és al període 4, grup 3 i bloc d. A l’entorn mostrat apareixen elements veïns reals com magnesi, calci, titani, estronci i itri. Comparar-los ajuda a observar tendències de mida atòmica, energia d’ionització, estats d’oxidació i tipus d’enllaç.

Dades de referència

Propietats físiques i atòmiques

Classificaciómetall de transició
Estat a temperatura ambientsòlid
Capes electròniques2 · 8 · 9 · 2
Densitat2.985 g/cm³
Punt de fusió1 814 K (1 541 °C)
Punt d’ebullició3 109 K (2 836 °C)
Electronegativitat de Pauling1.36
Primera energia d’ionització633.1 kJ/mol
Afinitat electrònica18 kJ/mol

Els valors descriuen l’element o l’àtom neutre quan correspon. Les propietats físiques poden dependre de l’al·lòtrop, la pressió i les condicions de mesura.

Història

Descobriment i identificació

El descobriment de l’escandi s’associa a Lars Fredrik Nilson. El reconeixement de l’element, l’aïllament d’una mostra i la identificació moderna mitjançant el nombre atòmic no sempre van tenir lloc al mateix temps.

Isòtops i pes atòmic

Com afecta els valors la composició isotòpica

El pes atòmic estàndard és 44.955907(4). Aquest valor representa la composició isotòpica del material terrestre natural i no la massa d’un únic àtom concret.

L’escandi té almenys un isòtop estable. Els isòtops tenen el mateix nombre de protons i pertanyen al mateix element, però difereixen en el nombre de neutrons i en la massa atòmica.

Seguretat

Manipulació i exposició

Els riscos associats a l’escandi depenen de la forma química, la dosi i la via d’exposició. L’element, els seus ions i els seus compostos poden tenir efectes biològics i ambientals molt diferents; cal consultar les dades de seguretat de la substància que es manipula.