Химический элемент · справочная страница

21Sc

Скандий

Скандий (Sc) — химический элемент с атомным номером 21. Он расположен в периоде 4, группа 3, d-блоке. При комнатной температуре это твёрдое вещество. Атомный номер равен числу протонов в ядре и однозначно определяет элемент.

Атомный номер21

Стандартная атомная масса44.955907(4)

Группа3

Период4

Блокd

Электронная конфигурация[Ar] 3d1 4s2

Электронная структура

Что определяет химические свойства

Скандий относится к d-блоку. Близкие энергии s- и d-электронов делают возможными несколько степеней окисления и разнообразную координационную химию.

Конфигурацию [Ar] 3d1 4s2 важно рассматривать вместе со степенью окисления: изменение заполнения d-орбиталей влияет на цвет, магнетизм, тип связей и реакционную способность.

Химические формы

Соединения, ионы и материалы

Скандий: важные химические формы включают металлическое состояние и сплавы, оксиды, галогениды и координационные соединения. Возможность нескольких степеней окисления связана в том числе с близкими энергиями s- и d-электронов.

Физические свойства

Состояние и фазовые переходы

При комнатной температуре элемент находится в твёрдом состоянии. Плотность: 2.985 g/cm³. Температура плавления: 1 814 K (1 541 °C). Температура кипения: 3 109 K (2 836 °C). Измеряемые физические величины могут зависеть от давления, чистоты образца и кристаллической структуры.

Распространённость и применение

Где встречается и как применяется скандий?

На практике Скандий применяется прежде всего в таких областях, как Сплавы, Освещение и Научные исследования. Конкретная роль зависит от химической формы элемента и свойства, которое требуется использовать.

На практике

Примеры реального применения

Сплавы

Элемент «Скандий» добавляют в некоторые сплавы, чтобы изменить прочность, коррозионную стойкость, жаропрочность или другие свойства материала.

Освещение

Элемент «Скандий» и его соединения взаимодействуют со светом так, что это можно использовать для генерации, преобразования, передачи или управления излучением.

Научные исследования

Элемент «Скандий» используется в исследованиях, когда важны его атомные, ядерные, химические или спектроскопические свойства.

Положение в таблице

Что показывают соседние элементы

Скандий находится в периоде 4, группе 3 и d-блоке; классификация: переходный металл. Сравнение с элементами той же группы показывает сходство валентной электронной структуры, а движение по периоду — закономерные изменения радиуса, энергии ионизации, электроотрицательности и характера связей.

Справочные данные

Физические и атомные свойства

Классификацияпереходный металл

Состояние при комнатной температуретвёрдое

Электронные оболочки2 · 8 · 9 · 2

Плотность2.985 g/cm³

Температура плавления1 814 K (1 541 °C)

Температура кипения3 109 K (2 836 °C)

Электроотрицательность по Полингу1.36

Первая энергия ионизации633.1 kJ/mol

Сродство к электрону18 kJ/mol

Значения относятся к элементу или нейтральному атому там, где это уместно. Физические величины могут зависеть от аллотропной формы, давления, чистоты и условий измерения.

История

Открытие и идентификация

Скандий: история изучения включает распознавание химической индивидуальности, выделение или получение вещества и последующее точное описание как элемента с атомным номером 21.

Изотопы и атомная масса

Как изотопный состав влияет на значения

Стандартная атомная масса равна 44.955907(4). Это не масса одного конкретного атома, а взвешенное среднее, соответствующее типичному изотопному составу природного вещества.

Скандий имеет как минимум один стабильный изотоп. Все изотопы имеют одинаковое число протонов, но различаются числом нейтронов и массой атома.

Безопасность

Обращение и воздействие

Риски при работе с элементом «Скандий» зависят от химической формы, дозы и пути воздействия. Чистый элемент, его ионы и соединения могут существенно различаться по биологическому и экологическому действию, поэтому ориентируются на данные для конкретного вещества.