스칸듐 (Sc), 화학 원소, 주기율표 3 족 희토류 금속.
스칸듐은 은백색의 중간 정도의 부드러운 금속입니다. 공기 중에서는 상당히 안정적이지만 표면에 Sc 2 O 3 산화물 이 형성되어 은백색에서 황색으로 천천히 변합니다. 금속은 희석 된 산에 서서히 녹습니다. 불화 수소산 (HF)은 예외입니다. 여기서 불화 수소산은 추가 반응을 방지합니다. 스칸듐은 0K (-273 ° C 또는 -460 ° F)에서 녹는 점 (1,541 ° C 또는 2,806 ° F)까지 상자성입니다. 186 킬로 바를 초과하는 압력에서 -273.1 ° C (-459.6 ° F)에서 초전도 상태가됩니다.
1871 년에 러시아 화학자 Dmitry Ivanovich Mendeleyev가이 원소의 존재를 예측하여 임시로 EKaboron이라고 불렀다. 스칸듐을 가상의 epaboron으로 식별했습니다. 스칸듐은 많은 무거운 란탄 족 광석과 많은 주석, 우라늄 및 텅스텐 광석에서 소량, 일반적으로 0.2 % 미만으로 발견됩니다. Thortveitite (스칸듐 실리케이트)는 다량의 스칸듐을 약 34 % 함유하는 유일한 미네랄이지만 불행히도이 미네랄은 매우 드물며 중요한 스칸듐 공급원이 아닙니다. 스칸듐의 우주 풍부도는 비교적 높다. 지구상에서 50 번째로 가장 풍부한 원소 (풍부한 비율은 베릴륨과 유사)이지만 태양에서 23 번째로 가장 풍부한 원소입니다.
사실상, 스칸듐은 하나의 안정한 동위 원소 인 스칸듐 -45의 형태로 존재한다. 36에서 61까지의 질량을 갖는 25 개 (핵 이성질체 제외) 방사성 동위 원소 중에서 가장 안정적인 것은 스칸듐 -46 (반감기 83.79 일)이며 가장 안정적인 것은 스칸듐 -39 (반감기 300 나노초 미만)입니다).
불용성 칼륨 스칸듐 설페이트의 침전 또는 디 에틸 에테르에 의한 스칸듐 티오 시아 네이트의 추출에 의해 스칸듐이 다른 희토류로부터 분리된다. 금속 자체는 공융 혼합물 (즉, 이들 성분으로 가능한 가장 낮은 융점을 갖는 혼합물)에서 칼륨, 리튬 및 스칸듐 클로라이드의 전기 분해에 의해 1938 년에 처음 제조되었다. 스칸듐은 현재 약 0.02 %의 스칸듐 산화물을 함유하는 미네랄 다비다이 트로부터 우라늄 추출의 부산물로서 주로 생산된다. 스칸듐은 두 가지 allotropic (구조적) 형태로 존재합니다. α-상은 실온에서 a = 3.3088 Å 및 c = 5.2680 Å 인 6 각형으로 패킹되어있다. β상은 1,337 ° C (2,439 ° F)에서 추정 된 a = 3.73 Å 인 체심 입방체입니다.
이 특이한 전이 금속은 몇 가지 용도로만 개발되었습니다. 주로 스칸듐의 제한된 가용성과 높은 비용 때문입니다. 저밀도 및 높은 융점은 군사 및 고성능 응용 분야를위한 경량 금속의 합금 제로 응용 될 수 있습니다. 스칸듐의 주요 용도는 스포츠 용품 및 고강도 금속 할로겐 램프에서 알루미늄 기반 합금의 합금 첨가제로 사용됩니다. 스칸듐은 알루미늄 및 알루미늄 기반 합금과 합금 될 때 고온 입자 성장을 제한합니다.
스칸듐의 화학은 산화 상태 +3의 다른 희토류 원소와 알루미늄 또는 티타늄의 화학적 성질에 더 가깝습니다. 그러나 일부 동작은 희토류 평균 (조정 번호 12의 경우 1.82 Å)에 비해 이온 반경이 상당히 작기 때문에 (좌표 12의 경우 1.66 Å) 희토류의 비정형입니다. 이러한 이유로, Sc 3+ 이온은 비교적 강산이며 복잡한 이온을 형성하는 경향이 훨씬 더 크다.
요소 속성
| 원자 번호 | 21 |
|---|---|
| 원자량 | 44.95591 |
| 녹는 점 | 1,541 ° C (2,806 ° F) |
| 비점 | 2,836 ° C (5,137 ° F) |
| 비중 | 2.989 (24 ° C 또는 75 ° F) |
| 산화 상태 | +3 |
| 전자 구성 | [Ar] 3d 1 4s 2 |
