Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Скандий

Скандий (лат. Scandium), Sc, химический элемент III группы периодической системы Менделеева: атомный номер 21, атомная масса 44,9559; лёгкий металл с характерным жёлтым отливом, который появляется при контакте металла с воздухом. Известен один природный стабильный изотоп 45Sc. Из 10 искусственных радиоактивных изотопов важнейший 46Sc с периодом полураспада 84 сут. Скандий был предсказан Д. И. Менделеевым в 1870 и выделен в 1879 Л. Ф. Нильсоном из минералов гадолинита и эвксенита, найденных в Скандинавии (лат. Scandia), отсюда и название элемента.

  Распространение в природе. Среднее содержание скандия в земной коре (кларк) 2,2×10-3% по массе. В горных породах содержание скандия различно: в ультраосновных 5×10-4, в основных 2,4×10-3, в средних 2,5×10-4, в гранитах и сиенитах 3.10-4; в осадочных породах (1—1,3).10-4. Скандий концентрируется в земной коре в результате магматических, гидротермальных и гипергенных (поверхностных) процессов. Известно два собственных минерала скандия — тортвейтит и стерреттит; они встречаются чрезвычайно редко. В целом скандий — типичный рассеянный элемент, слабый мигрант (см. также Рассеянных элементов руды). Содержание скандия в морской воде 4×10-5 г/л.

  Физические и химические свойства. Скандий существует в двух кристаллических модификациях: a и b; при обычной температуре устойчива a-модификация с гексагональной решёткой (а = 3,3080  и с = 5,2653 ), выше 1350 °С — b-модификация с кубической объёмноцентрированной решёткой. Плотность скандия в а-форме при 25 °С 3,020 г/см3, атомной радиус 1,64 , ионный радиус 0,75 , tпл 1539 ± 5 °С, tkип 2700 °C, выше 1600 °С летуч. При 25 °С удельная теплоёмкость 25,158 кдж/(кг. К) [6,01 ккал/ (г×°С)], удельное электрическое сопротивление (54—70,7).10-6 ом×см, скандий слабый парамагнетик, его атомная магнитная восприимчивость 236-10-6 (20 °С). Sc — первый переходный элемент с одним 3d электроном; конфигурация внешних электронов атома 3d14s2.

  Скандий— мягкий металл, в чистом состоянии легко поддаётся обработке — ковке, прокатке, штамповке.

  По хим. поведению сходен с др. переходными элементами в степени окисления +3 (например, Ti3+, Fe3+, Мп3+), элементами подгруппы Al, Be, а также элементами иттриевой подгруппы, вместе с которыми его иногда относят к редкоземельным элементам. На воздухе покрывается защитной окисной плёнкой толщиной до 600Ǻ, заметное окисление начинается при 250 °С. При взаимодействии с водородом (450 °С) образуется гидрид ScH2, с азотом (600—800 °С) — нитрид ScN, с галогенами (400—600 °С) — соединения типа ScCI3; Скандий реагирует также с бором и кремнием при температуре выше 1000 °С. Металл легко растворяется в соляной, азотной и серной кислотах (с понижением концентрации кислоты скорость растворения скандия резко падает и с 0,001 н. растворами он не реагирует). Соли соляной, серной, азотной, роданистоводородной и уксусной кислот хорошо растворяются в воде, а соли фосфорной, щавелевой и плавиковой кислот мало растворимы; некоторой летучестью обладают ацетилацетонат и его фторпроизводные. На скандий практически не действуют разбавленные растворы NaOH (10%) и смесь концентрированных HNO3 и HF (1: 1). В воде соединения скандия заметно гидролизуются с образованием основных солей. Ионы Sc3+ склонны к полимеризации, образованию комплексных ионов различного типа, состав которых зависит от природы аниона и pH среды, например Sc (CO3)-2, Sc (SO4)3-3. Основные соли в растворе легко переходят в аморфную гидроокись.

  Получение и применение. Скандий преимущественно в виде окислов извлекают попутно при гидро- и пирометаллургической переработке вольфрамовых, оловянных, титановых, урановых руд и бокситов. Окислы хлорируют или фторируют при повышенной температуре, а затем компактный металлический скандий (выход ~ 99,5°о) получают термическим восстановлением его хлорида или фторида металлическим кальцием с последующей дистилляцией (возгонкой) Sc в высоком вакууме 133,3×10-6 н/м2 (10-6 мм рт. cm.) при 1600—1700 °С.

  Масштабы применения скандия весьма ограничены. Окись скандия идёт на изготовление ферритов для элементов памяти быстродействующих вычислительных машин. Радиоактивный 46Sc используется в нейтронно-активационном анализе и в медицине. Сплавы скандия, обладающие небольшой плотностью и высокой температурой плавления, перспективны как конструкционные материалы в ракето- и самолётостроении, а ряд соединений скандия может найти применение при изготовлении люминофоров, оксидных катодов, в стекольном и керамических производствах, в химической промышленности (в качестве катализаторов) и в других областях.

 

  Лит.: Борисенко Л. Ф., Скандий, М, 1961; Фаворская Л. В., Химическая технология скандия, А.-А., 1969; Коган Б. И., Названова В. А., Скандий, М., 1961; Справочник но редким металлам, пер. с англ., М., 1965; Vickery R. С., The chemistry of yttrium and scandium, Oxf., 1960.

  Л. Н. Комиссарова



     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн