Skandium: Chemický prvok s protónovým číslom 21

Skandium je silne elektropozívny, strieborne biely, mäkký kov. Oxidačný stav skandia je vo väčšine zlúčenín +3. Priemyslové uplatnenie skandia je pomerne malé, hlavné využitie nachádza pri výrobe svetelných zdrojov.

Skandium (scandium)
vápnik ← skandium → titán   Sc ↓ Y 21 Periodická tabuľka 4. perióda, 3. skupina, blok d kovy vz. zemín, prechodné prvky, kovy
Vzhľad
strieborno-biely kov
Atómové vlastnosti
Atómová hmotnosť	44,955912 g·mol−1
Elektrónová konfigurácia	[Ar] 3d1 4s2
Atómový polomer	162 pm
Kovalentný polomer	170 pm
Kovový polomer	165 pm
Iónový polomer pre: Sc3+	81 pm
Chemické vlastnosti
Elektronegativita	1,36 (podľa Paulinga)
Ionizačná energia(e)	1: 633,1 kJ.mol−1 2: 1 235,0 kJ.mol−1 3: 2 388,6 kJ.mol−1
Oxidačné číslo(a)	III
Št. potenciál (Sc3+/Sc)	−2,08 V
Fyzikálne vlastnosti (za norm. podmienok)
Skupenstvo	pevné
Hustota	2,985 kg·dm−3
Hustota kvapaliny (pri 1 814 K)	2,80 kg·dm−3
Teplota topenia	1 814 K (1 540,85 °C)
Teplota varu	3 109 K (2 835,85 °C)
Sk. teplo topenia	14,1 kJ·mol−1
Sk. teplo varu	332,7 kJ·mol−1
Tepelná kapacita	25,52 J·mol−1·K−1
Tlak pary p(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k pri T(K) 1 645 1 804 2 006 2 266 2 613 3 101
Iné
Kryštálová sústava	hexagonálna
Magnetizmus	paramagnetický
Elektrický odpor	562 nΩ·m
Tep. rozťažnosť	10,2 µm·m−1·K−1
Youngov modul	74,4 GPa
Pružnosť v šmyku	29,1 GPa
Objemová pružnosť	56,6 GPa
Poissonovo č.	0,279
Tvrdosť (Brinell)	750 MPa
Reg. číslo CAS	7440-20-2
Izotop(y) (vybrané)
Izotop Výskyt t1/2 Rr Er (MeV) Pr  44Sc synt. 58,61 h. ε γ - 1,1 44Ca 45Sc 100 % stabilný s 24 neutrónmi  46Sc synt. 83,79 d. β- γ 0,3569 0,889 46Ti  47Sc synt. 3,3492 d. β- γ 0,44 0,159 47Ti  48Sc synt. 46,67 h. β- γ 0,661 0,9 48Ti
Commons ponúka multimediálny obsah na tému skandium.
Chemický portál

Skandium patrí medzi prvky, ktorých existenciu predpovedal ruský chemik a tvorca periodickej tabuľky prvkov Dmitrij Ivanovič Mendelejev. V roku 1869 publikoval článok o predkladaných vlastnostiach dovtedy neobjaveného prvku, ktorý naznal ekabor.

Objav skandia učinil švédsky chemik Lars Fredrick Nilson v roku 1879 pomocou spektrálnej analýzy, keď v spektre zmesi prvkov vzácnych zemín z minerálov euxtenitu a gadolinitu objavil dovtedy neznáme spektrálne línie. Rozkladom týchto minerálov a chemickým delením vzniknutej zmesi sa mu podarilo získať 2 g vysoko čistého oxidu skanditého Sc₂O₃.

Čisté kovové elementárne skandium bolo pripravené až v roku 1937 elektrolýzou taveniny zmesi draslíka, lítia a chloridu skanditého ScCl₃ pri teplote 700 – 800 °C na volfrámovej elektróde.

Skandium je strieborne biely, mäkký a výrazne ľahký kovový prvok, podobný svojimi vlastnosťami hliníku, titánu a lantanoidom.

Chemicky je pomerne stály, na vzduchu sa pomaly pokrýva vrstvičkou nažltlého oxidu, ktorý ho chráni pred ďalšou koróziou. Je odolný voči pôsobeniu vlhkosti a vody, rovnako odoláva aj pôsobeniu oxidačných kyselín.

Skandium sa vyskytuje v prírode v relatívne veľkom množstve. Jeho priemerný obsah v zemskej kôre sa pohybuje v rozmedzí 5 – 22 mg Sc/kg. V morskej vode je jeho obsah pomerne nízky, približne 0,000 04 mg/l. Vo vesmíre pripadá jeden atóm skandia na približne na 1 miliardu atómov vodíka.

Hoci neexistujú žiadne veľké ložiská rúd s vysokým obsahom skandia, značné množstvo sa získava pri spracovaní uránových rúd. Existuje len jeden nerast obsahujúci väčšie množstvo skandia – tortveitit Sc₂Si₂O₇, ktorého najväčšie náleziská sa nachádzajú v Nórsku.

Vzhľadom na to, že skandium nemá žiadny veľký technický význam, vyrába sa iba v malom množstve. Z väčšej časti sa získava z odpadu pri spracovaní uránových rúd, ďalším zdrojom je tortveitit, ktorý obsahuje 35 – 40% oxidu skanditého.

Skandium sa používa pri výrobe vysoko intenzívnych zdrojov svetla, rádioaktívny izotop ⁴⁶Sc sa používa pri rafinácii ropy. Najväčšie využitie nachádza v zliatinách s hliníkom, ktoré sa používajú v leteckom priemysle a pri výrobe športového vybavenia (bicykle, bejzbalové pálky, ...). Používa sa tiež ako konštrukčný kov v kozmonautike.

Prírodné skandium obsahuje len jeden stabilný izotop ⁴⁵Sc. Ďalej je známych dohromady 13 rádioizotopov, z ktorých najstabilnejším je ⁴⁶Sc (polčas rozpadu je 83,79 dní). ⁴⁷Sc má polčas rozpadu 3.3492 dní a ⁴⁸Sc len 43,67 hodín. Ostatné izotopy majú polčas rozpadu kratší ako 4 hodiny a väčšina z nich dokonca menej ako 2 minúty. Tento prvok má tiež päť metastavov, z ktorých najpodstatnejší je ^44mSc (polčas rozpadu 58,6 hod.).

Atómová hmotnosť izotopov skandia sa pohybuje od 39,978 amu (⁴⁰Sc) do 53,963 amu (⁵⁴Sc).

•   Commons ponúka multimediálne súbory na tému skandium