Skand

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
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

I[3], II[4], III

Właściwości metaliczne

metal przejściowy

Właściwości tlenków

słabo zasadowe

Masa atomowa

44,956 ± 0,001[5][a]

Stan skupienia

stały

Gęstość

2989 kg/m³

Temperatura topnienia

1541 °C[1]

Temperatura wrzenia

2836 °C[1]

Numer CAS

7440-20-2

PubChem

23952

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Skand (Sc, łac. scandium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych. Srebrzystobiały metal[6] o gęstości 2,989 g/cm³[1].

Izotopy[edytuj | edytuj kod]

Znanych jest 25 izotopów skandu z zakresu mas 36–61[7]. W naturze występuje jedyny trwały izotop 45. 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)[8].

Występowanie[edytuj | edytuj kod]

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości ok. 25 ppm (czyli jest go niewiele mniej niż kobaltu), jednak jest bardzo rozproszony. Jedynym minerałem o dużej zawartości skandu jest tortweityt (Sc
2
Si
2
O
7
), występujący w Norwegii. Zawiera on 35–40% (a nawet do 45%[9]) Sc
2
O
3
[10]. Naturalne złoża skandu znajdują się w Australii, Chinach, Kazachstanie, Rosji, na Ukrainie, w USA i na Madagaskarze[6].

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 obniżone stężenie skandu we włosach (0,006 ± 0,004 μg/g, u zdrowych ludzi – 0,07 ± 0,07 μg/g)[11].

Został odkryty w roku 1879 przez Larsa Fredrika Nilsona, w Uppsali, w Szwecji. W 1869 jego istnienie przewidział Dymitr Mendelejew na podstawie luki w układzie okresowym, szacując masę atomową na do 45 u[9].

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

Ze względu na rzadkość występowania, tortweityt nie jest istotnym źródłem skandu na skalę przemysłową. Jest on pozyskiwany głównie jako produkt uboczny podczas otrzymywania wolframu i przerobu rud uranu, w których znajduje się ok. 0,2‰ Sc
2
O
3
[10].

Metaliczny skand otrzymywany jest z Sc
2
O
3
, który ogrzewa się do temperatury {C|600}} z fluorowodorem, w wyniku czego powstaje fluorek skandu(III) oraz tlen i wodór. Uzyskany fluorek redukuje się wapniem:

2ScF
3
+ 3Ca → 3CaF
2
+ 2Sc

Surowy skand oczyszcza się w warunkach próżniowych w temperaturze 1650–2000 °C. W temperaturze 700–800 °C usuwane są halogenki sodu, potasu i pozostałe halogenki skandu.[6].

Uwagi[edytuj | edytuj kod]

  1. Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 44,955907 ± 0,000004.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. a b c David R. Lide (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-32, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
  2. Scandium (nr 261262) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  3. R.E. Smith, Gaydon Alfred Gordon, Diatomic hydride and deuteride spectra of the second row transition metals, „Proceedings of the Royal Society of London. A. Mathematical and Physical Sciences”, 332 (1588), 1973, s. 113–127, DOI10.1098/rspa.1973.0015 (ang.).
  4. Joseph C. McGuire, Charles P. Kempter, Preparation and Properties of Scandium Dihydride, „The Journal of Chemical Physics”, 33 (5), 1960, s. 1584–1585, DOI10.1063/1.1731452 (ang.).
  5. Thomas Prohaska i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
  6. 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.
  7. 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. (ang.). 
  8. Isotopes of the Element Scandium, Jefferson Lab [dostęp 2013-09-09].
  9. a b Roy Kristiansen. Scandium – mineraler. „Stein”, s. 14–23, 2003. Norske Amatørgeologers Sammenslutning. (norw.). 
  10. a b N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemistry of the elements. Oxford; New York: Pergamon Press, 1984, s. 945. ISBN 0-08-022057-6.
  11. Scandium (Sc) – General Discussion, DC Nutrition [dostęp 2019-07-13].