سكانديوم (Sc) ، عنصر كيميائي ، معدن أرضي نادر من المجموعة 3 من الجدول الدوري.
سكانديوم معدن أبيض فضي ، ناعم معتدل. إنه مستقر إلى حد ما في الهواء ولكنه سيغير لونه ببطء من الأبيض الفضي إلى اللون الأصفر بسبب تكوين أكسيد Sc 2 O 3 على السطح. يذوب المعدن ببطء في الأحماض المخففة - باستثناء حمض الهيدروفلوريك (HF) ، حيث تمنع طبقة ثلاثي فلوريد واقية المزيد من التفاعل. سكانديوم بارامغنطيسية من 0 كلفن (−273 درجة مئوية ، أو 60460 درجة فهرنهايت) إلى نقطة انصهارها (1،541 درجة مئوية ، أو 2880 درجة فهرنهايت). تصبح فائقة التوصيل عند at273.1 درجة مئوية (−459.6 درجة فهرنهايت) عند ضغط يتجاوز 186 كيلو بار.
بعد أن تنبأ الكيميائي الروسي دميتري إيفانوفيتش مينديلييف في عام 1871 بوجود هذا العنصر ، واسمه مبدئيًا إيكابورون ، اكتشف الكيميائي السويدي لارس فريدريك نيلسون في عام 1879 أكسيده ، سكانديا ، في معادن الأرض النادرة الجادولينيت والأوكسينيت ، والكيميائي السويدي بير تيودور كليف لاحقًا في عام 1879 حددت سكانديوم ك ekaboron الافتراضي. تم العثور على سكانديوم بنسب صغيرة ، بشكل عام أقل من 0.2 في المائة ، في العديد من خامات اللانثينيد الثقيلة وفي العديد من خامات القصدير واليورانيوم والتنغستن. Thortveitite (سيليكات سكانديوم) هو المعدن الوحيد الذي يحتوي على كميات كبيرة من سكانديوم ، حوالي 34 في المائة ، ولكن للأسف هذا المعدن نادر جدًا وليس مصدرًا هامًا لل سكانديوم. وفرة سكاندي الكونية عالية نسبيا. على الرغم من أنه فقط حول العنصر الخمسين الأكثر وفرة على الأرض (وفرة تشبه تلك الموجودة في البريليوم) ، إلا أنه حول العنصر الثالث والعشرين الأكثر وفرة في الشمس.
في الطبيعة ، توجد scandium في شكل نظير واحد مستقر ، scandium-45. من بين 25 (باستثناء الايزومرات النووية) النظائر المشعة ذات الكتل التي تتراوح من 36 إلى 61 ، والأكثر استقرارًا هو scandium-46 (نصف عمر 83.79 يومًا) ، والأقل استقرارًا هو scandium-39 (نصف عمر أقل من 300 نانو ثانية).
يتم فصل سكانديوم عن الأتربة النادرة الأخرى عن طريق ترسيب كبريتات البوتاسيوم سكانديوم غير القابلة للذوبان أو عن طريق استخراج ثيوسيانات سكانديوم بواسطة إيثر ثنائي إيثيل. تم تحضير المعدن نفسه لأول مرة في عام 1938 عن طريق التحليل الكهربائي لكلوريد البوتاسيوم والليثيوم وكلور سكانديوم في خليط سهل الانصهار (أي خليط له أدنى درجة انصهار ممكنة مع هذه المكونات). يتم إنتاج الإسكنديوم الآن في الغالب كمنتج ثانوي لاستخراج اليورانيوم من دافيديت المعدني ، والذي يحتوي على حوالي 0.02 في المائة من أكسيد سكانديوم. يوجد سكانديوم في شكلين (اصطناعيين). المرحلة α عبارة عن سداسي معبأ بشكل وثيق مع = 3.3088 Å و c = 5.2680 Å في درجة حرارة الغرفة. المرحلة is عبارة عن مكعب متمركز حول الجسم مع تقدير = 3.73 Å عند 1333 درجة مئوية (2439 درجة فهرنهايت).
تم تطوير عدد قليل من الاستخدامات لهذا المعدن الانتقالي غير المعتاد ، ويرجع ذلك في الغالب إلى توافر سكانديوم المحدود والتكلفة العالية. تشير الكثافة المنخفضة ونقطة الانصهار العالية إلى التطبيقات كعامل خلائط للمعادن خفيفة الوزن للتطبيقات العسكرية والعالية الأداء. الاستخدامات الرئيسية لل سكانديوم هي كمادة مضافة إلى السبائك المصنوعة من الألمنيوم للسلع الرياضية وفي مصابيح الهاليد المعدنية عالية الكثافة. عند الخلط مع الألمنيوم والسبائك المستندة إلى الألومنيوم ، يحد سكانديوم من نمو الحبوب في درجات الحرارة العالية.
تشبه كيمياء سكانديوم أقرب إلى تلك الموجودة في العناصر الأرضية النادرة الأخرى لحالة الأكسدة +3 من تلك المصنوعة من الألومنيوم أو التيتانيوم. ومع ذلك ، فإن بعض سلوكها غير نموذجي للأرض النادرة بسبب نصف قطرها الأيوني الأصغر (1.66 Å للتنسيق رقم 12) مقارنة بمتوسط الأرض النادرة (1.82 Å للتنسيق رقم 12). لهذا السبب ، يعتبر أيون Sc 3+ حمضًا قويًا نسبيًا ويميل أكثر إلى تكوين أيونات معقدة.
خصائص العنصر
| العدد الذري | 21 |
|---|---|
| الوزن الذري | 44.95591 |
| نقطة الانصهار | 1،541 درجة مئوية (2880 درجة فهرنهايت) |
| نقطة الغليان | 2،836 درجة مئوية (5،137 درجة فهرنهايت) |
| جاذبية معينة | 2.989 (24 درجة مئوية أو 75 درجة فهرنهايت) |
| حالة الأكسدة | +3 |
| التوزيع الإلكترون | [Ar] 3d 1 4s 2 |
