Kémiai elem · adatlap
21Sc

Szkandium

A szkandium 21 rendszámú kémiai elem (Sc), a 4. periódus 3. csoportjában, a d-mezőben található. Szobahőmérsékleten a referencia szerinti halmazállapot: szilárd. Elektronkonfigurációja: [Ar] 3d1 4s2.

Rendszám21
Standard atomtömeg44.955907(4)
Csoport3
Periódus4
Meződ
Elektronkonfiguráció[Ar] 3d1 4s2
Elektronszerkezet

Mi határozza meg a kémiai viselkedését

A d-alhéj részt vesz a szkandium kémiájában. Az átmenetifémek hasonló energiájú elektronokat használhatnak a kötésképzésben, ezért a d-mezőben gyakoriak a változó oxidációs állapotok, a koordinációs vegyületek és a katalitikus viselkedés.

A [Ar] 3d1 4s2 elektronkonfigurációt a vegyület oxidációs állapotával együtt kell értelmezni: elektronok eltávolítása megváltoztatja a d-pályák betöltöttségét, és ezzel a színt, mágnesességet, kötésviszonyokat és reakciókészséget is.

Kémiai formák

Vegyületek, ionok és anyagok

A szkandium fontos kémiai formái közé tartozik a fém és ötvözetei, az oxidok, halogenidek és koordinációs vegyületek. A változó oxidációs állapotok gyakoriak, mert az s- és d-elektronok energiája hasonló, a fémion körüli ligandumok pedig erősen módosíthatják a színt, mágnesességet és reakciókészséget.

Fizikai viselkedés

Halmazállapot és fázisátalakulások

A referencia szerinti halmazállapot szobahőmérsékleten szilárd. A megadott sűrűség 2.985 g/cm³. Az olvadáspont 1 814 K (1 541 °C). A forráspont 3 109 K (2 836 °C). A nyomás, a tisztaság és a kristályszerkezet módosíthatja a mért fizikai tulajdonságokat.

Előfordulás és felhasználás

A szkandium előfordulása és felhasználása

A gyakorlatban a szkandium többek között a következő területeken jelenik meg: Ötvözetek, Világítás és Tudományos kutatás.

A gyakorlatban

Konkrét felhasználási példák

Ötvözetek

A szkandium fémek ötvözőjeként módosíthatja a szilárdságot, a korrózióállóságot, az olvadási viselkedést vagy a magas hőmérsékleten mutatott tulajdonságokat.

Világítás

A szkandium atomjai vagy vegyületei a fénnyel jól kihasználható és reprodukálható módon lépnek kölcsönhatásba.

Tudományos kutatás

A szkandium előállítása, izolálása vagy mérése elsősorban atomi, magfizikai és periódusos törvényszerűségek vizsgálatát szolgálja, nem tömeges kereskedelmi felhasználást.

Helye a periódusos rendszerben

Mit mutatnak a szomszédos elemek

A szkandium a 4. periódus 3. csoportjában található. A bemutatott környezetben kalcium és titán között helyezkedik el ugyanabban a periódusban; ittrium közvetlenül alatta található ugyanabban a csoportban. Ezek a helyzetek lehetővé teszik az atomméret, az ionizációs energia és a kötési viselkedés összehasonlítását a közeli elemekkel.

Referenciaadatok

Fizikai és atomi tulajdonságok

Besorolásátmenetifém
Halmazállapot szobahőmérsékletenszilárd
Elektronhéjak2 · 8 · 9 · 2
Sűrűség2.985 g/cm³
Olvadáspont1 814 K (1 541 °C)
Forráspont3 109 K (2 836 °C)
Pauling-féle elektronegativitás1.36
Első ionizációs energia633.1 kJ/mol
Elektronaffinitás18 kJ/mol

Az értékek az elemre, illetve ahol értelmezhető, a semleges atomra vonatkoznak. A fizikai adatok függhetnek az allotróp módosulattól, a nyomástól és a mérési körülményektől.

Történet

Felfedezés és azonosítás

A szkandium felfedezését Lars Fredrik Nilson nevéhez kötik. Az elem felismerése, tiszta mintájának izolálása és modern rendszámának meghatározása nem feltétlenül ugyanabban az időpontban történt.

Izotópok és atomtömeg

Hogyan befolyásolja az izotópösszetétel az értékeket

A standard atomtömeg 44.955907(4). Ez az érték a természetes földi anyag izotópösszetételére vonatkozik, nem egyetlen konkrét atom tömegére.

A szkandium legalább egy stabil izotóppal rendelkezik. Az izotópok protonszáma azonos, ezért ugyanahhoz az elemhez tartoznak, neutronszámuk és atomtömegük azonban különbözik.

Biztonság

Kezelés és expozíció

A szkandium veszélyei a kémiai formától, a dózistól és az expozíció útjától függenek. Az elemi szkandium, ionjai és vegyületei nagyon eltérő biológiai és környezeti hatásúak lehetnek, ezért mindig a ténylegesen kezelt anyagra vonatkozó biztonsági adatokat kell ellenőrizni.