Скандий
[Ar] 3d¹ 4s² · 2 · 8 · 9 · 2
Лёгкий переходный металл, существование которого Менделеев предсказал за десять лет до открытия, назвав его экабором. Скандий редок не потому, что его мало, а потому, что он нигде не концентрируется.
3D-модель
Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.
Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб
Атомные свойства
- Атомный номер
- 21
- Атомная масса
- 44.956 а.е.м.
- Электронная конфигурация
- [Ar] 3d¹ 4s²
- Электроны по оболочкам
- 2 · 8 · 9 · 2
- Блок
- d-блок
- Группа
- Подгруппа скандия
- Период
- 4
- Электроотрицательность (Полинг)
- 1.36
- Электроотрицательность (Аллен)
- 1.19
- Атомный радиус
- 184 pm
- Ковалентный радиус
- 170 pm
- Ван-дер-ваальсов радиус
- 211 pm
- 1-я энергия ионизации
- 633.1 kJ/mol
- 2-я энергия ионизации
- 1 235 kJ/mol
- 3-я энергия ионизации
- 2 388.6 kJ/mol
- 4-я энергия ионизации
- 7 090.6 kJ/mol
- 5-я энергия ионизации
- 8 843 kJ/mol
- Сродство к электрону
- 18.1 kJ/mol
- Характерные степени окисления
- +3
- Степени окисления
- +1, +2, +3
Физические свойства
- Состояние при 25 °C
- твёрдое
- Плотность
- 2.985 g/cm³
- Температура плавления
- 1 814 K · 1 540.9 °C
- Температура кипения
- 3 109 K · 2 835.9 °C
- Скорость звука
- нет данных
Тепловые свойства
- Теплота плавления
- 14.1 kJ/mol
- Теплота испарения
- 332.7 kJ/mol
- Удельная теплоёмкость
- 0.568 J/(g·K)
- Теплопроводность
- 15.8 W/(m·K)
Механические свойства
- Модуль Юнга
- 74 GPa
- Модуль сдвига
- 29 GPa
- Модуль объёмного сжатия
- 57 GPa
- Коэффициент Пуассона
- 0.28
- Твёрдость по Моосу
- 3
- Твёрдость по Бринеллю
- 750 MPa
Электрические и магнитные свойства
- Удельное сопротивление
- 562 nΩ·m
- Магнитный тип
- парамагнетик
- Точка Кюри
- нет данных
- Точка Нееля
- нет данных
- Температура сверхпроводимости
- 0.05 K
Кристаллическая структура
- Кристаллическая решётка
- гексагональная плотноупакованная (ГПУ)
- Параметры решётки
- a = 330.9 pm · c = 527.3 pm
Распространённость
- В земной коре
- 22 mg/kg
- В океане
- 6·10⁻⁷ mg/L
- Во Вселенной
- 30 mg/kg
- В теле человека
- 0 mg/kg
Изотопы
| Изотоп | Распространённость | Период полураспада | Тип распада |
|---|---|---|---|
| 45Sc | 100 % | стабилен | — |
Единственный стабильный изотоп — скандий-45. Скандий-46 применяют как радиоактивную метку в нефтепереработке и гидрологии.
Открытие
- Год открытия
- 1879
- Кто открыл
- Ларс Фредрик Нильсон
- Где
- Швеция
- Происхождение названия
- от Scandia — латинского названия Скандинавии
История
Ларс Нильсон выделил оксид скандия в 1879 году из эвксенита и гадолинита. Пер Клеве быстро распознал в нём предсказанный Менделеевым экабор — одно из первых подтверждений периодического закона.
Где встречается
22 мг/кг коры — больше, чем свинца, но скандий рассеян и почти не образует собственных минералов. Единственный значимый — тортвейтит, встречающийся крайне редко.
Как получают
Почти исключительно как побочный продукт переработки урановых, титановых и никелевых руд. Мировое производство — десятки тонн в год.
Роль в живой природе
Биологической роли не имеет, в живых организмах присутствует в следовых количествах.
Безопасность
Малотоксичен; сведений о профессиональных отравлениях практически нет из-за крайне ограниченного применения.
Применение
- Алюминий-скандиевые сплавы: доли процента скандия резко повышают прочность сварного шва
- Металлогалогенные лампы со скандием дают спектр, близкий к дневному свету
- Твердооксидные топливные элементы со стабилизированным скандием электролитом
- Рамы велосипедов, бейсбольные биты и спортивный инвентарь высокого класса
Любопытные факты
- Скандий — экабор Менделеева: предсказанные атомная масса и свойства совпали с реальностью с точностью до нескольких процентов.
- Название происходит от Скандинавии, где элемент был открыт.
- Килограмм скандия дороже килограмма золота из-за сложности извлечения.
- МиГ-29 использовал алюминий-скандиевые сплавы задолго до того, как о них узнали на Западе.