Skandis
|
Šiam straipsniui ar jo daliai trūksta išnašų į patikimus šaltinius. Jūs galite padėti Vikipedijai pridėdami tinkamas išnašas su šaltiniais. |
| Skandis (Sc) | |
|---|---|
| |
| Periodinė grupė | |
| Atomo numeris | 21 |
| Išvaizda |
sidabriškai baltas |
| Atomo savybės | |
| Atominė masė (Molinė masė) |
44,955910(8) а.m.v. (g/mol) |
| Atomo spindulys |
162 pm |
| Jonizacijos energija (pirmas elektronas) |
633,1 kJ/mol (eV) |
| Elektronų konfigūracija |
[Ar] 3d1 4s² |
| Cheminės savybės | |
| Kovalentinis spindulys |
144 pm |
| Jono spindulys |
? pm |
| Elektroneigiamumas |
1,36 (pagal Polingą) |
| Elektrodo potencialas |
? |
| Oksidacijos laipsniai |
+3 |
| Termodinaminės savybės | |
| Tankis |
2,99 g/cm³ |
| Šiluminė talpa |
? J/(K·mol) |
| Šiluminis laidumas |
15,8 W/(m·K) |
| Lydymosi temperatūra |
1814 K |
| Lydymosi šiluma |
16,11 kJ/mol |
| Virimo temperatūra |
3109 K |
| Garavimo šiluma |
304,8 kJ/mol |
| Molinis tūris |
15,04 cm³/mol |
| Kristalinė gardelė | |
| Kristalinė gardelė |
? |
| Gardelės periodas |
? Å |
Skandis – cheminis periodinės elementų lentelės elementas, žymimas Sc, eilės numeris 21. Tai minkštas, sidabriškas, baltas pereinamasis metalas, skandis randamas retuose Skandinavijos mineraluose, be to, kartais yra klasifikuojamas kartu su itriu ir lantanoidais kaip retasis mineralas. Skandis yra retas, minkštas, sidabriškas, trivalentis, labai šviesus metalas, kuris pažeistas oro tampa gelsvas arba šviesiai rožinis. Šis elementas panašus į itrį ar retuosius metalus daugiau, nei į aliuminį ar titaną, kurie periodinėje cheminių elementų lentelėje yra arčiau. Skandžio oksidacijos laipsnis yra +3, o šio metalo neėda 1:1 dalių HNO3 rūgštis ir 48 % HF.
Taikymas
redaguotiApytikriai 20 kg (kaip Sc2O3) skandžio sunaudojama kasmet Jungtinėse Amerikos Valstijose padaryti didelio intensyvumo lempas. Taip pat JAV esantis ginklų gamintojas Smith & Wesson gamina revolverius, kurių rėmas yra iš skandžio lydinio, o būgnas - iš titano. Skandžio jodidas dedamas į gyvsidabrio garų lempas, ir tai suteikia šviesos šaltiniams didelį šviesos efektyvumą, kuris yra panašus į saulės šviesą, leidžia TV kameroms atgaminti geras spalvas. Apie 80 kg skandžio naudojama pagaminti lemputėms. Radioaktyvusis izotopas Sc-46 naudojamas naftos perdirbimo įmonėse kaip susekimo medžiaga. Pagrindinis skandžio taikymas pagal tūrį yra aliuminio-skandžio lydiniai aeronautikos industrijoje ir sporto reikmenims (dviračiai, beisbolo lazdos, ir t. t.) jis taikomas geros kokybės gaminiams. Kai skandis sumaišomas su aliuminiu, jis suteikia stiprumo (priklauso nuo išorinės aukštos temperatūros), elastingumo, bręsta ir pasišalina grūdeliai, ir formuojasi Al3Sc. Be to, sumaišius su aliuminiu, sumažinamas skandžio kietumas.
Istorija
redaguotiKai Dmitrijus Mendelejevas formavo periodinę cheminių elementų lentelę, skandis dar nebuvo atrastas ir mokslininkas spėjamą elementą pavadino ekaboru.
Larsas Fridrikas Nilsonas ir jo komanda 1879 m. pavasarį ieškojo retųjų žemės metalų ir naudodami spektro analizę, euksenito ir gadolinito mineraluose atrado naują elementą. Elementas pavadintas skandžiu – iš lotynų kalbos Scandia – Skandinavija. Išskiriant šį elementą, perdirbus 10 kg euksenito su kitų retųjų žemės metalų priemaišomis, išgauta 2 gramai beveik gryno skandžio oksido (Sc2O3).
Metalinis skandis buvo pirmąkart išgautas 1937 m., ličio, potašo ir skandžio chlorido eutektinio lydymo elektrolize prie 700-800 °C. Volframo viela dubenyje skysto cinko dedama į tiglyje esantį grafitą su elektrodu. Pirmas svaras 99 % grynumo skandžio nebuvo išgautas iki 1960 m.
Telkiniai
redaguotiSkandis Žemėje randamas retuosiuose Skandinavijos ir Malagasijos mineraluose (tortveititas, euksenitas, gadolinitas).
21 elementas yra 23-ias pagal paplitimą Saulėje ir kitose panašiose žvaigždėse, bet Žemėje jis yra tik 50-tas. Skandis Žemėje yra paskirstęs gana plačiai, jis susitelkęs mažais kiekiais virš 800 mineralų. Mėlyna berilio atmainos akvamarino spalva yra paveikta skandžio. Tai svarbi retojo mineralo tortveitito dalis, jis randamas mažais kiekiais, kuris pasilieka kai volframas yra išskiriamas iš Zinvaldo volframito.
Tortveititas yra vienas iš pagrindinių skandžio šaltinių, urano susmulkinti likučiai taip pat yra svarbus šaltinis. Grynas skandis komerciškai naudojamas redukuojant skandžio fluoridą su kalciu.
Pagrindinis skandžio šaltinis yra Sovietų Sąjungos kariuomenių rezervai, kurie yra išskiriami iš urano liekanų. Tai nėra svarbiausia produkcija Amerikose ir Europoje.
Izotopai
redaguotiNatūraliai stabilus esantis skandžio izotopas yra tik vienas – Sc-45. Turi 13 radioaktyvių izotopų, iš jų charakterizuojama keli gana stabilūs – Sc-46 (pusamžis – 83,79 dienos), Sc-47 (pusamžis 3,3492 dienos), ir Sc-48 (pusamžis 43,67 valandos). Kitų radioaktyvių izotopų skilimo pusamžis yra mažiau nei 4 valandos, o daugumos iš jų skilimo pusamžis yra mažiau nei 2 minutės. Šis elementas taip pat turi 5 meta būsenas kurių stabiliausia – Scm-44 (t½ 58,6 h).
Skandžio izotopų atominis svoris svyruoja nuo 39,978 a.m.v. (Sc-40) iki 53,963 a.m.v. (Sc-54). Pagrindinis radioaktyvusis skilimas Sc-45, yra elektrono pagavimas ir beta emisija. Pagrindiniai Sc-45 skilimo produktai yra kalcio ir titano izotopai.