Skand

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Skand
wapń ← skand → tytan
Wygląd
srebrzystobiały
Skand
Widmo emisyjne skandu
Widmo emisyjne skandu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a. skand, Sc, 21
(łac. scandium)
Grupa, okres, blok 3, 4, d
Stopień utlenienia III
Właściwości metaliczne metal przejściowy
Właściwości tlenków słabo zasadowe
Masa atomowa 44,955908(5) u[3][a]
Stan skupienia stały
Gęstość 2985 kg/m³
Temperatura topnienia 1538[1] °C
Temperatura wrzenia 2900[1] °C
Numer CAS 7440-20-2
PubChem 23952[4]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Skand (Sc, łac. scandium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym, leżący w bloku d.

Izotopy[edytuj]

Znanych jest jego 25 izotopów z zakresu mas 36–61[5]. Trwały jest tylko izotop 45, który stanowi 100% naturalnego składu izotopowego tego pierwiastka. Izotopy 59, 60 i 61 rozpadają się po co najmniej 360 nanosekundach, izotop 39 w mniej niż 300 nanosekund. Czas rozpadu pozostałych izotopów wynosi od 83,79 dnia (izotop 46) po 12 milisekund (izotop 58)[6].

Występowanie[edytuj]

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości ok. 16 ppm w postaci minerału tortweitytu (Sc2Si2O7). W jego skład wchodzić może do 45% skandu[7].

W wodzie występuje w ilości 0,000004 ppm, w zwierzętach lądowych 0,00006 ppm, u ssaków głównie w kościach i sercu. Jest niezbędny do rozwoju dwóch organizmów, kropidlaka czarnego (Aspergillus niger) oraz Cercospora granati. U pacjentów z rakiem stwierdzono niższe stężenie skandu we włosach (0.006 ± 0.004 mcg/g, u zdrowych ludzi było to 0.07 ± 0.07 mcg/g)[8].

Został odkryty w roku 1879 przez Larsa Fredrika Nilsona, w Uppsali, w Szwecji. Wcześniej (1869) jego istnienie przewidział Dymitr Mendelejew na podstawie luki jaka istniała w jego układzie okresowym. Oszacował masę atomową na do 45 u[7].

Charakterystyka[edytuj]

Skand jest srebrzystobiałym metalem[9] o gęstości ok. 2,99 g/cm³[1].

Związki[edytuj]

W naturze występuje tlenek skandu(III), główny składnik tortweitytu. Oprócz tego znane są proste sole i wodorki tego związku. W temperaturze około 500 °C reaguje z azotem, tworząc azotek skandu (ScN). Naturalne złoża skandu znajdują się w Australii, Chinach, Kazachstanie, Rosji, na Ukrainie, w USA i na Madagaskarze[9].

Otrzymywanie[edytuj]

Skand otrzymywany jest w następującej reakcji:

2 ScF3 + 3 Ca → 3 CaF2 + 2 Sc

Początkowo pozyskany tlenek skandu jest podgrzewany do temperatury 600 °C wraz z fluorowodorem, w wyniku którego powstaje fluorek skandu oraz tlen i wodór. Dodaje się wapń, czterokrotnie oczyszczany w temperaturze 1350 °C. Powstały fluorek skandu podgrzewany jest do 850 °C, następnie do 1600 °C, kiedy to oddziela się od fluoru. Następnie ma miejsce oczyszczanie skandu z domieszek innych pierwiastków w warunkach próżniowych w temperaturze 1650-2000 °C. W temperaturze 700-800 °C usuwane są halogenki sodu, potasu i pozostałe halogenki skandu. Po tych czynnościach uzyskuje się czysty skand[9].

Uwagi

  1. Wartość w nawiasie oznacza niepewność związaną z ostatnią cyfrą znaczącą.

Przypisy

  1. a b c Encyklopedia Powszechna PWN. T. 4. R-Z. 1976, s. 193.
  2. Skand (ang.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) dla Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02].
  3. publikacja w otwartym dostępie – możesz ją przeczytać Juris Meija, Tyler B. Coplen, Michael Berglund, Willi A. Brand i inni. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). „Pure and Applied Chemistry”. 88 (3), s. 265–291, 2016. DOI: 10.1515/pac-2015-0305. 
  4. Skand – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  5. Audi, G., Bersillon, O., Blachot, J., Wapstra, A.H. The Nubase evaluation of nuclear and decay properties. „Nuclear Physics A”. 729 (1), s. 3–128, 2003. DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 
  6. Isotopes of the Element Scandium. Jefferson Lab. [dostęp 9 września 2013].
  7. a b Roy Kristiansen. Scandium – mineraler. „Stein”, s. 14–23, 2003 (norw.). 
  8. Scandium (Sc) – General Discussion. DC Nutrition. [dostęp 9 września 2013].
  9. a b c Oleg D. Neikov, Stanislav Naboychenko, Irina B. Mourachova, Victor G. Gopienko, Irina V. Frishberg, Dina V. Lotsko: Handbook of Non-Ferrous Metal Powders. 2009, s. 524–527.