اسکاندیم

اسکاندیم (Scandium) از عنصرهای شیمیایی جدول تناوبی است. نشانه کوتاه آن Sc و عدد اتمی آن 21 است.

اسکاندیم، 21Sc
ویژگی‌های کلی
تلفظ/ˈskændiəm/ (SKAN-dee-əm)
ظاهرنقرهy white
جرم اتمی نسبی (Ar، استاندارد)۴۴٫۹۵۵۹۰۸(۵)[1]
اسکاندیم در جدول تناوبی
-

Sc

Y
کلسیماسکاندیمتیتانیم
عدد اتمی (Z)21
گروهگروه ۳
دورهدوره 4
بلوکبلوک-d
آرایش الکترونی[Ar] 3d1 4s2
لایه الکترونی
2, 8, 8, 3
ویژگی‌های فیزیکی
فاز در STPجامد
نقطه ذوب1814 K (1541 °C, 2806 °F)
نقطه جوش3109 K (2836 °C, 5136 °F)
چگالی (near r.t.)2.985 g/cm3
در حالت مایع (at m.p.)2.80 g/cm3
حرارت همجوشی14.1 kJ/mol
آنتالپی تبخیر 332.7 kJ/mol
ظرفیت حرارتی مولی25.52 J/(mol·K)
فشار بخار
فشار (Pa) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱ K ۱۰ K ۱۰۰ K
در دمای (K) 1645 1804 (2006) (2266) (2613) (3101)
ویژگی‌های اتمی
عدد اکسایش0,[2] +1,[3] +2,[4] +3 (an amphoteric اکسید)
الکترونگاتیویمقیاس پائولینگ: 1.36
انرژی یونش
  • 1st: 633.1 kJ/mol
  • 2nd: 1235.0 kJ/mol
  • 3rd: 2388.6 kJ/mol
  • (بیشتر)
شعاع اتمیempirical: 162 pm
شعاع کووالانسی pm 170±7
شعاع واندروالسی211 pm
Color lines in a spectral range
خط طیف نوری اسکاندیم
دیگر ویژگی ها
ساختار بلوری دستگاه بلوری شش‌گوشه
انبساط حرارتی(دمای اتاق) (α, poly)
10.2 µm/(m·K)
رسانندگی گرمایی15.8 W/(m·K)
رسانش الکتریکی(دمای اتاق) (α, poly)
calc. 562 n Ω·m
رسانش مغناطیسیparamagnetic
مدول یانگ74.4 GPa
مدول برشی29.1 GPa
مدول حجمی56.6 GPa
نسبت پواسون0.279
سختی برینل750 MPa
شماره ثبت سی‌ای‌اس7440-20-2
ایزوتوپ‌های اسکاندیم
ایزوتوپ فراوانی نیمه‌عمر (t۱/۲) حالت فروپاشی محصول
44mSc syn 58.61 h IT 0.2709 44Sc
γ 1.0, 1.1, 1.1 44Sc
ε - 44Ca
45Sc 100% 45Sc ایزوتوپ پایدار است که 24 نوترون دارد
46Sc syn 83.79 d β 0.3569 46Ti
γ 0.889, 1.120 -
47Sc syn 3.3492 d β 0.44, 0.60 47Ti
γ 0.159 -
48Sc syn 43.67 h β 0.661 48Ti
γ 0.9, 1.3, 1.0 -

اسکانیدم فلز سمی است بنابراین برای استفاده دستی از آن باید دقت لازم را به عمل آورد. اسکاندیم (واژه لاتین Scandia به معنی اسکاندیناوی) گرفته شده‌است.

اسکاندیم فلزی نرم به رنگ سفید- نقره‌ای است که به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی، کمیاب بودن و سختی استخراج آن، گاهی به عنوان یکی از فلزات نادر در نظر گرفته می‌شود. این عنصر در سال ۱۸۷۹ توسط لارس نیلسون دانشمند سوئدی کشف گردید. در دمای معمولی به صورت ساختار هگزاگونال متبلور می‌شود. این عنصر در بسیاری از سنگ‌های عناصر کمیاب و کانی‌های تنگستن و اورانیم یافت می‌شود.

این عنصر در سال ۱۸۷۸ از کانیهای euxenite و gadolinite توسط نیلسون به دست آمد. از فرآوری ۱۰ کیلوگرم کانی euxenite و ته‌نشینی عناصر کمیاب نیسلون توانست ۲ گرم اکسید اسکاندیم عیار بالا به دست آورد.

اسکاندیم در خورشید و ستاره‌ها بیست و سومین عنصر از نظر فراوانی است و در پوسته زمین پنجاهمین عنصر از نظر فراوانی می‌باشد. این عنصر به صورت گسترده در زمین پراکنده شده‌است که در بیش از ۸۰۰ نوع کانی وجود دارد. زمانی بریل به رنگ آبی متمایل باشد علت آن عنصر اسکاندیم می‌باشد. این عنصر جز اصلی تشکیل دهنده کانی کمیاب thortveitite است که این کانی در کشورهای اسکاندیناوی و ماداگاسکار وجود دارد. همچنین این عنصر به عنوان بازمانده در فرایند استخراج تنگستن به وجود می‌آید و به فرمهای زینوالد، ولفرامیت و ویکیت و بازیت می‌باشد. بیشترین میزان اسکاندیم به دست آمده از کانی تورتویتیت است یا از فراوری کارخانه اورانیوم تولید می‌شود. اسکاندیم فلزی اولین بار در سال ۱۹۳۷ توسط سه دانشمند از برق‌کافت ذوب یوتکتیکی عناصر پتاسیم و لیتیم و کلرید اسکاندیم در دمای ۷۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد به دست آمد. اسکاندیم با خلوص بالا امروزه از واکنش فلورید اسکاندیم با فلز کلسیم به دست می‌آید.

اسکاندیم فلزی به رنگ سفید تا نقره‌ای است که ممکن است زمانی که در معرض هوا قرار می‌گیرد رنگ آن به زرد کمرنگ یا بنفش تغییر پیدا کند. این عنصر نسبتاً نرم است و شبیه ایتریم و فلزات کمیاب در پوسته زمین مثل تیتانیم و آلومینیم می‌باشد. این عنصر فلزی سبک‌وزن و دارای نقطه ذوب بالاتر آلومینیم است که برای ساخت بدنه هواپیماها نیز استفاده می‌شود. قیمت اکسید اسکاندیم حدود ۷۵ دلار در گرم است.

حدود ۲۰ گرم از اکسید اسکاندیم سالیانه در کشور آمریکا برای استفاده نور شدت بالا استفاده می‌شود. ایزوتوپ رادیواکتیو عنصر اسکاندیم ۴۶ برای ردیابی در پالایشگاه‌های نفت و گاز استفاده می‌شود. از ترکیب یدید اسکاندیم و بخار جیوه برای تولید روشنایی لامپهای خیلی درخشان مثل نور خورشید استفاده می‌شود؛ که از این لامپ‌ها برای استفاده‌های خانگی و لامپ رنگ تلویزیون در شب استفاده می‌شود.

تاریخچه

ویژگی‌ها

کاربردها

منابع

  1. Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". شیمی محض و کاربردی(نشریه). 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. F. Geoffrey N. Cloke; Karl Khan & Robin N. Perutz (1991). "η-Arene complexes of scandium(0) and scandium(II)". J. Chem. Soc. , Chem. Commun. (19): 1372–1373. doi:10.1039/C39910001372.
  3. Smith, R. E. (1973). "Diatomic Hydride and Deuteride Spectra of the Second Row Transition Metals". Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 332 (1588): 113–127. Bibcode:1973RSPSA.332..113S. doi:10.1098/rspa.1973.0015.
  4. McGuire, Joseph C.; Kempter, Charles P. (1960). "Preparation and Properties of Scandium Dihydride". Journal of Chemical Physics. 33 (5): 1584–1585. Bibcode:1960JChPh..33.1584M. doi:10.1063/1.1731452.
در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ اسکاندیم موجود است.
معنای اسکاندیم را در ویکی‌واژه، واژه‌نامهٔ آزاد، ببینید.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.