Ķīmiskais elements · uzziņu lapa

21Sc

Skandijs

Skandijs ir ķīmiskais elements ar atomnumuru 21 un simbolu Sc; tas atrodas 4. periodā, 3. grupā un d blokā. Atsauces agregātstāvoklis istabas temperatūrā — ciets. Elektronu konfigurācija: [Ar] 3d1 4s2.

Atomnumurs21

Standarta atommasa44.955907(4)

Grupa3

Periods4

Bloksd

Elektronu konfigurācija[Ar] 3d1 4s2

Elektroniskā uzbūve

Kas nosaka tā ķīmiju

Šī elementa ķīmijā piedalās d apakšlīmenis. Pārejas metāli saitēs var izmantot līdzīgas enerģijas elektronus, tāpēc d blokā bieži sastopamas mainīgas oksidēšanās pakāpes, koordinācijas savienojumi un katalītiskas īpašības.

Elektronu konfigurācija [Ar] 3d1 4s2 jāskata kopā ar savienojuma oksidēšanās pakāpi: atņemot elektronus, mainās aizpildītās d orbitāles, tāpēc var mainīties krāsa, magnētisms, saišu veidošanās un reaģētspēja.

Ķīmiskās formas

Savienojumi, joni un materiāli

Svarīgas šī elementa ķīmiskās formas ir metāls un sakausējumi, oksīdi, halogenīdi un koordinācijas savienojumi. Mainīgas oksidēšanās pakāpes ir biežas, jo s un d elektronu enerģijas ir līdzīgas, bet ligandi ap metāla jonu var būtiski mainīt krāsu, magnētismu un reaģētspēju.

Fizikālās īpašības

Agregātstāvoklis un fāžu pārejas

Atsauces agregātstāvoklis istabas temperatūrā ir ciets. Norādītais blīvums ir 2.985 g/cm³. Kušanas temperatūra ir 1 814 K (1 541 °C). Viršanas temperatūra ir 3 109 K (2 836 °C). Spiediens, tīrība un kristāliskā struktūra var mainīt izmērītās fizikālās īpašības.

Sastopamība un lietojums

Kur sastopams un kā tiek izmantots skandijs

Praksē šis elements sastopams tādās jomās kā sakausējumi, apgaismojums un zinātniskie pētījumi.

Praksē

Reāli lietojuma piemēri

Sakausējumi

Šo elementu pievieno metāliem, lai mainītu stiprību, izturību pret koroziju, kušanas īpašības vai darbību augstā temperatūrā.

Apgaismojums

Šo elementu izmanto tāpēc, ka šī elementa atomi vai savienojumi ar gaismu mijiedarbojas lietderīgā un reproducējamā veidā.

Zinātniskie pētījumi

Šo elementu iegūst, izolē vai mēra galvenokārt, lai pārbaudītu atomu, kodolfizikas un periodiskās likumsakarības, nevis plašam komerciālam lietojumam.

Vieta periodiskajā sistēmā

Ko parāda kaimiņu elementi

Skandijs atrodas 4. periodā un 3. grupā. Šeit parādītajā apkārtnē: Tajā pašā periodā pa kreisi un pa labi atrodas kalcijs un titāns; tajā pašā grupā tieši zem tā atrodas itrijs. Šīs pozīcijas ļauj salīdzināt atoma izmēru, jonizācijas enerģiju un ķīmisko saišu raksturu ar kaimiņu elementiem.

Atsauces dati

Fizikālās un atomārās īpašības

Klasifikācijapārejas metāls

Agregātstāvoklis istabas temperatūrāciets

Elektronu čaulas2 · 8 · 9 · 2

Blīvums2.985 g/cm³

Kušanas temperatūra1 814 K (1 541 °C)

Viršanas temperatūra3 109 K (2 836 °C)

Elektronegativitāte pēc Polinga1.36

Pirmā jonizācijas enerģija633.1 kJ/mol

Elektronu afinitāte18 kJ/mol

Ja vien nav norādīts citādi, vērtības raksturo elementu vai neitrālu atomu. Fizikālie dati var būt atkarīgi no alotropiskās formas, spiediena un mērījumu apstākļiem.

Vēsture

Atklāšana un identificēšana

Elementa atklāšana ir saistīta ar Lars Fredrik Nilson. Elementa atpazīšana, tīra parauga izolēšana un mūsdienu atomnumura piešķiršana ne vienmēr notika vienlaikus.

Izotopi un atommasa

Kā izotopu sastāvs maina skaitliskās vērtības

Standarta atommasa ir 44.955907(4). Šī vērtība raksturo dabiskā Zemes materiāla izotopu sastāvu, nevis viena konkrēta atoma masu.

Šim elementam ir vismaz viens stabils izotops. Dažādiem izotopiem ir vienāds protonu skaits un tāpēc viena un tā pati elementa identitāte, bet atšķirīgs neitronu skaits un atommasa.

Drošība

Darbs ar vielu un iedarbība

Ar šo elementu saistītie riski ir atkarīgi no ķīmiskās formas, devas un iedarbības ceļa. Tīram elementam, tā joniem un savienojumiem var būt ļoti atšķirīga bioloģiskā un vides ietekme, tāpēc jāpārbauda drošības dati par konkrēto izmantoto vielu.