Escandium (Sc), element químic, un metall de terres rares del grup 3 de la taula periòdica.
Scandium és un metall de color blanc platejat i moderadament suau. És força estable a l’aire, però canviarà lentament el seu color des del blanc platejat fins a un aspecte groguenc a causa de la formació d’ òxid Sc 2 O 3 a la superfície. El metall es dissol lentament en àcids diluïts, tret de l’àcid fluorhídric (HF), en què una capa protectora de trifluorur impedeix una reacció addicional. L’escandium és paramagnètic des de 0 K (−273 ° C, o –460 ° F) fins al seu punt de fusió (1.541 ° C, o 2.806 ° F). Es produeix superconductor a -273,1 ° C (-459,6 ° F) a pressions superiors a 186 kilobars.
Després que el químic rus Dmitry Ivanovich Mendeleyev el 1871 prevegués l’existència d’aquest element, anomenant-lo tentativament ekaboron, el químic suec Lars Fredrik Nilson el 1879 va descobrir el seu òxid, escàndia, en els minerals de terres rares, gadolinite i euxenita, i el químic suec Per Teodor Cleve més tard el 1879 va identificar l'escàndol com el hipotètic ekaboron. L’escandium es troba en proporcions petites, generalment inferiors al 0,2 per cent, en molts dels pesats minerals de lantànids i en molts minerals d’estany, urani i tungstè. La tortveitita (un silicat d’escandium) és l’únic mineral que conté grans quantitats d’escandium, al voltant d’un 34 per cent, però per desgràcia aquest mineral és bastant rar i no és una font important d’escandium. L’abundància còsmica d’escandium és relativament alta. Tot i que només es tracta del cinquanta element més abundant de la Terra (la seva abundància és similar a la del beril·li), es tracta del 23è element més abundant del Sol.
A la natura, l'escàndol existeix en forma d'un isòtop estable, scandium-45. Entre els 25 isòtops radioactius (excloent els isòmers nuclears) amb masses que van dels 36 als 61 anys, el més estable és l’escandli-46 (vida mitja vida de 83,79 dies), i el menys estable és l’escandli-39 (semivida de menys de 300 nanosegons).
L’escandium es separa de la resta de terres rares per precipitació del sulfat de escandium potàssic insoluble o per extracció de tiocianat d’escandium per èter dietílic. El propi metall es va preparar per primera vegada el 1938 mitjançant l'electròlisi de clorurs de potassi, liti i escandiu en una barreja eutèctica (és a dir, una barreja amb el menor punt de fusió possible amb aquests components). Ara, l'escandió es produeix principalment com a subproducte de l'extracció d'urani a partir de la mineral davidita, que conté aproximadament un 0,02 per cent d'òxid d'escandiu. L’escandium existeix en dues formes al·lotròpiques (estructurals). La fase α és hexagonal reembossada de prop a = 3.3088 Å i c = 5.2680 Å a temperatura ambient. La fase β és cúbica centrada en el cos amb una estimació de = 3,73 Å a 1.337 ° C (2.439 ° F).
Només s'han desenvolupat alguns usos d'aquest inusual metall de transició, principalment a causa de la poca disponibilitat i cost elevat de l'escàndium. La seva baixa densitat i el seu alt punt de fusió suggereixen aplicacions com a agent d'aliatge per a metalls lleugers per a aplicacions militars i d'alt rendiment. Els principals usos de l’escàndia són com a additiu d’aliatges d’aliatges a base d’alumini per a articles esportius i en làmpades d’haluros metàl·lics d’alta intensitat. Quan s’alieja amb aliatges basats en alumini i alumini, l’escàndol limita el creixement de grans d’alta temperatura.
La química de l'escàndol té una semblança més gran amb la dels altres elements de terres rares en estat d'oxidació +3 que la d'alumini o titani. Una part del seu comportament, però, és atípic de les terres rares a causa del seu radi iònic significativament més reduït (1,66 Å per a la coordinació número 12) en comparació amb la mitjana de les terres rares (1,82 Å per a la coordinació número 12). Per aquesta raó, l’ ió Sc 3+ és un àcid relativament fort i té una tendència molt més gran a formar ions complexos.
Propietats dels elements
| nombre atòmic | 21 |
|---|---|
| pes atòmic | 44.95591 |
| punt de fusió | 1.541 ° C (2.806 ° F) |
| punt d'ebullició | 2.836 ° C (5.137 ° F) |
| gravetat específica | 2,989 (24 ° C o 75 ° F) |
| estat d’oxidació | +3 |
| configuració d’electrons | [Ar] 3d 1 4s 2 |
