Skandium

Sc ↓ Y Vápník ← Skandium → Titan • [Ar] 3d1 4s2 45 Sc 21 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ↓Periodická tabulka prvků↓
Obecné
Název (lat.), značka, číslo	Skandium (Skandium), Sc , 21
Registrační číslo CAS	7440-20-2
Umístění v PSP	3 skupina, 4. perioda, blok d
Char. skupina	Přechodné kovy
Hmotnostní zlomek v zem. kůře	5 až 22 ppm
Konc. v mořské vodě	0,00004 mg/l
Počet přírodních izotopů	1
Vzhled	Stříbřitě bílý, měkký a výrazně lehký kovov
[[Soubor:|255px|Emisní spektrum]]
Atomové vlastnosti
Rel. at. hmotnost	44,9559 u
Atomový poloměr	162 pm
Kovalentní poloměr	170 pm
van der Waalsův poloměr	211 pm
Elektronová konfigurace	[Ar] 3d1 4s2
Elektronů v hladinách	2, 8, 9, 2
Oxidační číslo	+III
Fyzikální vlastnosti
Skupenství	Pevné
Krystalová struktura	Šesterečná
Hustota	2,985 g/cm3
Kritická hustota	{{{kritická hustota}}} g cm-3
Tvrdost	2,5 (Mohsova stupnice)
Magnetické chování	Diamagnetický
Měrná magnetická susceptibilita	{{{magnetická susceptibilita}}}
Teplota tání	1540,85 °C (1814 K)
Teplota varu	2835,85 °C (3109 K)
Kritická teplota	{{{kritická teplota c}}} °C ({{{kritická teplota k}}} K)
Teplota trojného bodu	{{{teplota trojného bodu c}}} °C ({{{teplota trojného bodu k}}} K)
Teplota přechodu do supravodivého stavu	{{{teplota supravodivosti}}}
Teplota změny krystalové modifikace	{{{teplota změny modifikace}}}
Tlak trojného bodu	{{{tlak trojného bodu}}} kPa
Kritický tlak	{{{kritický tlak}}} kPa
Molární objem	15,00 · 10−6 m3/mol
Dynamický viskozitní koeficient	{{{dynamický viskozitní koef.}}}
Kinematický viskozitní koeficient	{{{kinematický viskozitní koef.}}}
Tlak nasycené páry	100 Pa při 2006K
Rychlost zvuku	m/s
Index lomu	{{{index lomu}}}
Relativní permitivita	{{{relativní permitivita}}}
Elektrická vodivost	1,77 × 106 S·m-1
Měrný elektrický odpor	562 nΩ·m
Teplotní součinitel el. odporu	{{{součinitel elektrického odporu}}}
Tepelná vodivost	15,8 W·m−1·K−1
Povrchové napětí	{{{povrchové napětí}}}
Termodynamické vlastnosti
Skupenské teplo tání	14,1 KJ/mol
Specifické teplo tání	{{{spec. teplo tání}}}
Skupenské teplo varu	332,7 KJ/mol
Specifické teplo varu	{{{spec. teplo varu}}}
Molární atomizační entalpie	{{{molární atomizační entalpie}}}
Entalpie fázové přeměny modifikace	{{{entalpie fázové přeměny modifikace}}}
absolutní entropie	{{{absolutní entropie}}}
Měrná tepelná kapacita	25,52 Jkg-1K-1
Molární tepelná kapacita	{{{molární tepelná kapacita}}}
Spalné teplo na m³
Spalné teplo na kg
Různé
Van der Waalsovy konstanty	{{{van der Waalsovy konstanty}}}
Teplotní součinitel délkové roztažnosti	{{{součinitel délkové roztažnosti}}}
Redoxní potenciál	-2,03 V
Elektronegativita	1,36 (Paulingova stupnice)
Ionizační energie	1: 633,1 KJ/mol 2: 1235,0 KJ/mol 3: 2388 KJ/mol
Iontový poloměr	81 pm
Izotopy
izo výskyt t1/2 rozpad en. MeV prod. 44Sc umělý 58,61 hod ε 44Ca γ 1,1 44Ca 45Sc 100% je stabilní s 24 neutrony 46Sc umělý 83,79 dne β− 0,3569 46Ti γ 0,889 46Ti 47Sc umělý 3,3492 dne β− 0,44 47Ti γ 1,159 47Ti 48Sc umělý 46,67 hod β− 0,661 48Ti γ 0,9 48Ti
Bezpečnost
R-věty	R11
S-věty	S16, S43
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP.

Skandium ve zkumavce

Skandium (chemická značka Sc, latinsky Scandium) je silně elektropozitivní, stříbřitě bílý, měkký kov. Oxidační stav skandia ve většině sloučenin je +3. Průmyslové uplatnění skandia je poměrně malé, hlavní využití nachází při výrobě světelných zdrojů.

Historie objevu

Skandium patří mezi prvky, jejichž existenci předpověděl ruský chemik a tvůrce periodické tabulky prvků Dmitrij Ivanovič Mendělejev. Roku 1869 publikoval článek o předkládaných vlastnostech doposud neobjeveného prvku, který naznal ekabor.

Objev skandia učinil švédský chemik Lars Fredrick Nilson roku 1879 pomocí spektrální analýzy, když ve spektru směsi prvků vzácných zemin z minerálů euxtenitu a gadolinitu objevil doposud neznámé spekrální linie. Rozkladem těchto minerálů a chemickým dělením vzniklé směsi se mu podařilo získat 2 g vysoce čistého oxidu skanditého (Sc₂O₃).

Čisté kovové elementární skandium bylo připraveno až roku 1937 elektrolýzou taveniny směsi draslíku, lithia a chloridu skanditého ScCl₃ při teplotě 700 - 800 °C na wolframové elektrodě.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

kovové skandium

Skandium je stříbřitě bílý, měkký a výrazně lehký kovový prvek, podobný svými vlastnostmi hliníku, titanu a lanthanoidům.

Chemicky je poměrně stálé, na vzduchu se pozvolna pokrývá vrstvičkou nažloutlého oxidu, který jej chrání před další korozí. Je odolné proti působení vlhkosti a vody, stejně tak odolává působení oxidačních kyselin.

Výskyt

Skandium se vyskytuje v přírodě v relativně velkém množství. Jeho průměrný obsah v zemské kůře se pohybuje v rozmezí 5–22 mg Sc/kg. V mořské vodě je jeho obsah značně nízký, přibližně 0,000 04 mg/l. Ve vesmíru připadá jeden atom skandia přibližně na 1 miliardu atomů vodíku.

Přestože neexistují žádná velká ložiska rud s vysokým obsahem skandia, značné množství a se získává při zpracování uranových rud. Existuje pouze jeden nerost obsahující větší množství skandia – thortveitit Sc₂Si₂O₇, jehož největší naleziště se nacházejí v Norsku.

Výroba a použití

Jelikož nemá skandium žádný velký technický význam, vyrábí se pouze v malém množství. Z větší části se získává z odpadu při zpracování uranových rud, dalším zdrojem je thortveitit, který obsahuje 35–40 % oxidu skanditého.

Skandium se používá při výrobě vysoce intenzivních zdrojů světla, radioaktivní izotop ⁴⁶Sc se používá při rafinaci ropy. Největší využití nachází ve slitinách s hliníkem, které se používají v leteckém průmyslu a při výrobě sportovního vybavení (kola, basebalové pálky, …). Používá se také jako konstrukční kov v kosmonautice.

Izotopy

Přírodní skandium obsahuje pouze jeden stabilní izotop ⁴⁵Sc. Dále je známo celkem 13 radioizotopů, z nichž nejstabilnější je ⁴⁶Sc (poločas rozpadu = 83,79 dnů).

Literatura

• Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
• Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
• Jursík F.: Anorganická chemie nekovů. 1. vyd. 2002. ISBN 80-7080-504-8
• Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
• N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy

• (česky) Chemický vzdělávací portál

---