Scandium

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
Egenskaber
Udseende
Scandium sublimed dendritic and 1cm3 cube.jpg
Sølvskinnende metal
Generelt
Navn(e): Scandium
Kemisk symbol: Sc
Atomnummer: 21
Atommasse: 44.955912(6) g/mol
Grundstofserie: Overgangsmetal
Gruppe: 3
Periode: 4
Blok: d
Elektronkonfiguration: [Ar] 3d1 4s²
Elektroner i hver skal: 2, 8, 8, 3
Kovalent radius: 144 pm
Kemiske egenskaber
Oxidationstrin: 3 (svagt basisk oxid)
Elektronegativitet: 1,36 (Paulings skala)
Fysiske egenskaber
Tilstandsform: Fast
Krystalstruktur: Hexagonal
Massefylde (fast stof): 2,985 g/cm3
Massefylde (væske): 2,80 g/cm3
Smeltepunkt: 1541 °C
Kogepunkt: 2836 °C
Smeltevarme: 14,1 kJ/mol
Fordampningsvarme: 332,7 kJ/mol
Varmeledningsevne: (300 K) 15,8 W·m–1K–1
Varmeudvidelseskoeff.: 10,2 μm/m·K
Elektrisk resistivitet: (α-form) 562 nΩ·m
Magnetiske egenskaber:  ?
Mekaniske egenskaber
Youngs modul: 74,4 GPa
Forskydningsmodul: 29,1 GPa
Kompressibilitetsmodul: 56,6 GPa
Poissons forhold: 0,279
Hårdhed (Brinell): 750 MPa

Scandium (opkaldt efter scandia; det latinske navn for Skandinavien) er det 21. grundstof i det periodiske system, og har det kemiske symbol Sc: Under normale temperatur- og trykforhold optræder dette overgangsmetal som et sølvskinnende, let metal. Det klassificeres somme tider sammen med yttrium samt lanthaniderne og actiniderne som en sjælden jordart.

Kemiske egenskaber[redigér | redigér wikikode]

Scandium angribes af atmosfærisk luft og danner en gullig eller svagt lyserød overflade. Det angribes af fortyndede syrer under dannelse af gasformig brint og trivalente kationer, men det angribes ikke af en blanding af omtrent lige dele salpetersyre og flussyre. I vandige opløsninger har ioner af scandium og aluminum temmelig ensartede kemiske egenskaber. Scandium reagerer med vanddamp ved temperaturer over 600 °C, og danner derved scandiumoxid.

Anvendelser[redigér | redigér wikikode]

På grund af dets sjældenhed er der relativt få anvendelser for scandium. På verdensplan bruges 80 kilogram scandium om året (heraf de 20 kilogram i USA) i særlige glødelamper til brug i film- og tv-industrien. Visse legeringer med aluminium indeholder en smule scandium der forbedrer dets egenskaber, blandt andet med hensyn til svejsning. Sådanne legeringer blev først brugt i spidsen af sovjetiske missiler til ubåde, så de kunne gennembryde polar-isen og dermed sendes af sted fra ubåde under isen. I dag bruges aluminíum-scandium-legeringer til mindre flyvemaskine-komponenter samt specialfremstillede sportsartikler som cykler, baseball-bat og skydevåben.

Historie[redigér | redigér wikikode]

I 1869 havde Dmitrij Mendelejev ved hjælp af sit periodiske system forudsagt eksistensen af tre dengang ukendte grundstoffer, herunder ét han kaldte for eka-bor.

Lars Fredrick Nilson ledede i 1879 et hold der søgte efter sjældne jordarter, tilsyneladende uden at kende til Mendelejevs forudsigelse ti år tidligere: Ved hjælp af spektroskopi påviste de et nyt grundstof, som de kaldte for scandium efter Skandinaviens latinske navn scandia, i mineralerne euxenit og gadolinit. De behandlede 10 kilogram euxenit, og fremstillede derved omkring 2,0 gram temmelig rent scandiumoxid (Sc2O3).

Svenskeren Per Teodor Cleve fandt frem til at det nye grundstof svarede ganske godt til Mendelejevs eka-bor, og gjorde Mendelejev opmærksom på opdagelsen i august 1879.

Fischer, Brunger og Grienelaus var i 1937 de første til at fremstille frit, metallisk scandium ved elektrolyse af en 700-800 °C varm, smeltet blanding af kaliumklorid, lithiumklorid og scandiumklorid. Først i 1960 blev det første pund af 99% rent scandium fremstillet.

Forekomst og udvinding[redigér | redigér wikikode]

Scandium findes aldrig i fri, metallisk form i naturen, men i små mængder i mineraler som thortveitit, euxenit og gadolinit fra Skandinavien og Madagaskar. Det findes også i restprodukterne efter udvinding af wolfram, uran og thorium. Scandium er mere udbredt i Solen og visse andre stjerner end her på Jorden: I hele Jorden indtager scandium en 50.-plads på listen over de mest udbredte grundstoffer, mens det i jordens skorpe indtager en 35.-plads. I Solen er scandium det 23.-mest udbredte grundstof.

Kommerciel udvinding af scandium tager udgangspunkt i thortveitit og til en vis grad i restprodukterne efter uran-udvinding. Man reducerer scandiumfluorid til det rene metal ved hjælp af metallisk calcium.

Isotoper af scandium[redigér | redigér wikikode]

Naturligt forekommende scandium består af én stabil isotop; 45Sc. Dertil kender man 13 radioaktive isotoper, hvoraf 46Sc er den mest længstlevende med en halveringstid på 83,8 dage — de øvrige radioaktive isotoper har halveringstider fra få dage og nedefter.

Commons-logo.svg
Wikimedia Commons har medier relateret til: