Keemiline element · teatmeleht

21Sc

Skandium

Skandium on keemiline element aatomnumbriga 21 ja sümboliga Sc. See paikneb perioodis 4, rühmas 3, d-plokis. Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Elektronkonfiguratsioon on [Ar] 3d1 4s2.

Aatomnumber21

Standardne aatommass44.955907(4)

Rühm3

Periood4

Plokkd

Elektronkonfiguratsioon[Ar] 3d1 4s2

Elektronstruktuur

Mis määrab selle keemia

Skandium kuulub d-ploki elementide hulka. d- ja s-elektronide lähedased energiad võimaldavad mitut oksüdatsiooniastet ning mitmekesiseid koordinatsiooniühendeid.

Konfiguratsiooni [Ar] 3d1 4s2 tuleb vaadelda koos oksüdatsiooniastmega: elektronide eemaldumine muudab d-orbitaalide täitumust ning võib mõjutada värvust, magnetismi, sidemeid ja reaktsioonivõimet.

Keemilised vormid

Ühendid, ioonid ja materjalid

Skandium oluliste keemiliste vormide hulka kuuluvad metall ja sulamid, oksiidid, halogeniidid ning koordinatsiooniühendid. Mitme oksüdatsiooniastme võimalikkus tuleneb osalt s- ja d-elektronide lähedastest energiatest.

Füüsikaline käitumine

Olek ja faasimuutused

Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Esitatud tihedus on 2.985 g/cm³. Sulamispunkt on 1 814 K (1 541 °C). Keemispunkt on 3 109 K (2 836 °C). Rõhk, puhtus ja kristallstruktuur võivad mõõdetud füüsikalisi väärtusi nihutada.

Leidumine ja kasutus

Kus skandium leidub ja kasutatakse

Praktikas seostub skandium eelkõige järgmiste valdkondadega: sulamid, valgustus ja teadusuuringud. Konkreetne kasutus sõltub elemendi keemilisest vormist, puhtusest ja vajalikust omadusest.

Praktikas

Näiteid tegelikust kasutusest

Sulamid

Skandium lisatakse metallidele tugevuse, korrosioonikindluse, sulamiskäitumise või kuumakindluse muutmiseks.

Valgustus

Skandium aatomid või ühendid suhtlevad valgusega viisil, mida saab kasutada lampides, lahenduskiirguses või optilistes materjalides.

Teadusuuringud

Skandium valmistatakse, eraldatakse või mõõdetakse peamiselt aatomi-, tuuma- ja perioodiliste trendide uurimiseks, mitte suuremahuliseks kaubanduslikuks kasutuseks.

Asend perioodilisustabelis

Mida naaberelemendid näitavad

Skandium paikneb perioodis 4 ja rühmas 3. Päris naaberelementidega võrdlemine aitab uurida aatomraadiuse, ionisatsioonienergia, elektronegatiivsuse ja sidemekäitumise perioodilisi trende.

Võrdlusandmed

Füüsikalised ja aatomilised omadused

Klassifikatsioonsiirdemetall

Olek toatemperatuuriltahke

Elektronkihid2 · 8 · 9 · 2

Tihedus2.985 g/cm³

Sulamispunkt1 814 K (1 541 °C)

Keemispunkt3 109 K (2 836 °C)

Paulingu elektronegatiivsus1.36

Esimene ionisatsioonienergia633.1 kJ/mol

Elektronafiinsus18 kJ/mol

Väärtused kirjeldavad elementi või neutraalset aatomit, kui see on asjakohane. Füüsikalised andmed võivad sõltuda allotroobist, rõhust ja mõõtmistingimustest.

Ajalugu

Avastamine ja tuvastamine

Skandium avastamist seostatakse teadlase või töörühmaga Lars Fredrik Nilson. Elemendi äratundmine, puhta proovi eraldamine ja tänapäevase aatomnumbri omistamine ei pruukinud toimuda samal ajal.

Isotoobid ja aatommass

Kuidas isotoopkoostis arve mõjutab

Standardne aatommass on 44.955907(4). See väärtus kirjeldab loodusliku maise aine tavalist isotoopkoostist, mitte ühe kindla aatomi massi.

Skandiuml on vähemalt üks stabiilne isotoop. Isotoopidel on sama prootonite arv ja seega sama elemendi identiteet, kuid erinev neutronite arv ning aatommass.

Ohutus

Käitlemine ja kokkupuude

Skandiumga seotud ohud sõltuvad keemilisest vormist, annusest ja kokkupuuteviisist. Puhas element, ioonid ja ühendid võivad bioloogiliselt ning keskkonnas väga erinevalt käituda, seetõttu tuleb lähtuda konkreetse aine ohutusandmetest.