Elemento chimico · scheda di riferimento

21Sc

Scandio

Lo scandio è l’elemento 21 (Sc), nel periodo 4, gruppo 3 e blocco d. A temperatura ambiente il suo stato di riferimento è solido. La configurazione elettronica è [Ar] 3d1 4s2.

Numero atomico21

Peso atomico standard44.955907(4)

Gruppo3

Periodo4

Bloccod

Configurazione elettronica[Ar] 3d1 4s2

Struttura elettronica

Che cosa controlla la sua chimica

Gli orbitali d partecipano alla chimica dello scandio. Gli elettroni di energie vicine possono essere coinvolti nei legami, favorendo stati di ossidazione variabili e complessi di coordinazione.

La configurazione [Ar] 3d1 4s2 cambia quando l’atomo viene ionizzato. Questo può modificare colore, magnetismo, geometria di coordinazione e reattività dei composti.

Forme chimiche

Composti, ioni e materiali

Lo scandio forma leghe, ossidi, alogenuri e complessi di coordinazione. La varietà degli stati di ossidazione dipende dalla posizione nel blocco d e dall’ambiente chimico.

Comportamento fisico

Stato e cambiamenti di fase

A temperatura ambiente lo stato di riferimento dello scandio è solido. Tra i dati riportati: densità 2.985 g/cm³, punto di fusione 1 814 K (1 541 °C), punto di ebollizione 3 109 K (2 836 °C). I valori misurati possono dipendere da purezza, pressione, struttura cristallina o forma allotropica.

Presenza e applicazioni

Dove si trova e come viene usato lo scandio

Lo scandio si trova in minerali, composti naturali o materiali tecnici a seconda della sua reattività. Le applicazioni riportate in questa scheda comprendono Leghe, Illuminazione e Ricerca scientifica; in ciascun caso conta la forma chimica o la struttura del materiale.

Nella pratica

Esempi di usi concreti

Leghe

Lo scandio viene aggiunto a leghe per modificare resistenza, durezza, corrosione, temperatura di fusione o altre proprietà del materiale.

Illuminazione

Nell’ambito «Illuminazione», lo scandio viene utilizzato in una forma chimica o materiale adatta. La proprietà sfruttata dipende dal composto, dalla struttura del materiale e dall’obiettivo tecnico.

Ricerca scientifica

Lo scandio viene studiato in ricerca per chiarire proprietà atomiche, nucleari, chimiche o dei materiali che non sono accessibili con elementi più comuni.

Posizione periodica

Che cosa mostrano gli elementi vicini

Lo scandio si trova nel periodo 4, gruppo 3 e blocco d. Nel riquadro compaiono nello stesso periodo il calcio a sinistra e il titanio a destra; nello stesso gruppo l’ittrio sotto. Il confronto aiuta a seguire variazioni di raggio atomico, energia di ionizzazione e comportamento chimico lungo periodi e gruppi.

Dati di riferimento

Proprietà fisiche e atomiche

Classificazionemetallo di transizione

Stato a temperatura ambienteSolido

Gusci elettronici2 · 8 · 9 · 2

Densità2.985 g/cm³

Punto di fusione1 814 K (1 541 °C)

Punto di ebollizione3 109 K (2 836 °C)

Elettronegatività di Pauling1.36

Prima energia di ionizzazione633.1 kJ/mol

Affinità elettronica18 kJ/mol

I valori descrivono l’elemento o l’atomo neutro quando applicabile. Le proprietà fisiche possono dipendere dall’allotropo, dalla pressione e dalle condizioni di misura.

Storia

Scoperta e identificazione

La scoperta dello scandio è associata a Lars Fredrik Nilson. Riconoscimento dell’elemento, isolamento di una sostanza pura e assegnazione del moderno numero atomico non coincisero necessariamente nello stesso momento storico.

Isotopi e peso atomico

Come la composizione isotopica modifica i numeri

Il peso atomico standard è 44.955907(4). È una media ponderata della composizione isotopica naturale e non la massa di un singolo atomo.

Gli isotopi dello scandio hanno lo stesso numero di protoni e quindi appartengono allo stesso elemento, ma differiscono per il numero di neutroni e per la massa. Gli isotopi radioattivi si distinguono inoltre per vita media e modalità di decadimento.

Sicurezza

Manipolazione ed esposizione

I rischi associati allo scandio dipendono dalla forma chimica, dalla dose e dalla via di esposizione. L’elemento, i suoi ioni e i suoi composti possono avere effetti biologici e ambientali molto diversi; occorre consultare i dati di sicurezza della sostanza effettivamente manipolata.