Jaksollinen järjestelmä›Alkuaineet›Skandium

Alkuaine · viitesivu

21Sc

Skandium

Skandium on järjestysluvun 21 alkuaine (Sc). Se sijaitsee jaksossa 4, ryhmässä 3 ja d-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Elektronikonfiguraatio on [Ar] 3d1 4s2.

Järjestysluku21

Standardiatomipaino44.955907(4)

Ryhmä3

Jakso4

Lohkod

Elektronikonfiguraatio[Ar] 3d1 4s2

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Siirtymämetalleilla s- ja d-elektronien energiat ovat lähellä toisiaan. Tämä mahdollistaa useita hapetuslukuja sekä suuren vaihtelun sidoksissa, koordinaatiokemiassa ja materiaalien ominaisuuksissa.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on [Ar] 3d1 4s2. Valenssielektronien määrä ja energia määräävät, miten atomi sitoutuu ja millaisia ionisia tai kovalenttisia rakenteita se voi muodostaa.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Skandium esiintyy metallina ja seoksissa sekä esimerkiksi oksideissa, halogenideissa ja koordinaatioyhdisteissä. Useat hapetusluvut ovat mahdollisia, koska s- ja d-elektronien energiat ovat lähellä toisiaan.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Ilmoitettu tiheys on 2.985 g/cm³. Sulamispiste on 1 814 K (1 541 °C). Kiehumispiste on 3 109 K (2 836 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä skandium liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: seokset, valaistus ja tieteellinen tutkimus.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Seokset

Skandium-alkuainetta käytetään seoksissa, kun halutaan muuttaa lujuutta, korroosionkestävyyttä, sulamiskäyttäytymistä tai korkean lämpötilan ominaisuuksia.

Valaistus

Yksi käytännön yhteys on valaistus. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Tieteellinen tutkimus

Skandium-alkuainetta tutkitaan atomirakenteen, ydinominaisuuksien ja jaksollisten trendien testaamiseksi. Käyttö on tutkimuspainotteista eikä perustu suuriin materiaalimääriin.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Skandium sijaitsee jaksossa 4 ja ryhmässä 3. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Magnesium, Kalsium, Titaani, Strontium.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokitussiirtymämetalli

Olomuoto huoneenlämmössäkiinteä

Elektronikuoret2 · 8 · 9 · 2

Tiheys2.985 g/cm³

Sulamispiste1 814 K (1 541 °C)

Kiehumispiste3 109 K (2 836 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus1.36

Ensimmäinen ionisaatioenergia633.1 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti18 kJ/mol

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Tämän alkuaineen löytäminen yhdistetään henkilöön tai ryhmään Lars Fredrik Nilson. Uuden alkuaineen tunnistaminen, puhtaan näytteen eristäminen ja myöhempi järjestyslukuun 21 perustuva luokittelu eivät aina tapahtuneet samanaikaisesti.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino on 44.955907(4). Se kuvaa luonnollisen maanpäällisen aineen isotooppikoostumuksen painotettua keskiarvoa, ei yhden tietyn atomin massaa.

Tällä alkuaineella on vähintään yksi pysyvä isotooppi. Isotoopeilla on sama protonien määrä mutta eri neutronien määrä, joten ne ovat sama alkuaine mutta niiden atomimassat eroavat.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Turvallisuus riippuu kemiallisesta muodosta, annoksesta ja altistusreitistä. Puhdas alkuaine, ionit ja yhdisteet voivat vaikuttaa elimistöön ja ympäristöön hyvin eri tavoin, joten käytettävän aineen omat turvallisuustiedot on tarkistettava.