Скандій
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Скандій

Скандій (лат. Scandium), Sc, хімічний елемент III групи періодичної системи Менделєєва: атомний номер 21, атомна маса 44,9559; легкий метал з характерним жовтим відливом, який з'являється при контакті металу з повітрям. Відомий один природний стабільний ізотоп 45 Sc. З 10 штучних радіоактивних ізотопів найважливіший 46 Sc з періодом напіврозпаду 84 сут. С. був передбачений Д. І. Менделєєвим в 1870 і виділений в 1879 Л. Ф. Нільсоном з мінералів гадолініта і евксеніта, знайдених в Скандинавії (лат. Scandia), звідси і назва елементу.

  Поширення в природі. Середній вміст С. в земній корі (кларк) 2,2×10 -3 % по масі. У гірських породах вміст С. різно: у ультраосновних 5×10 -4 , в основних 2,4×10 -3 , в середніх 2,5×10 -4 , в гранітах і сиенітах 3 . 10 -4 ; у осадових породах (1—1,3) . 10 -4 . С. концентрується в земній корі в результаті магматичних, гидротермальних і гіпергенних (поверхневих) процесів. Відомо два власні мінерали С. — тортвейтіт і стерреттіт; вони зустрічаються надзвичайно рідко. В цілому С. — типовий розсіяний елемент, слабкий мігрант (див. також Розсіяних елементів руди ) . Вміст С. в морській воді 4×10 -5 г/л.

  Фізичні і хімічні властивості. С. існує в двох кристалічних модифікаціях: а і b; при звичайній температурі стійка a - модифікація з гексагональними гратами (а = 3,3080  і з = 5,2653 ), вище 1350 °С — b-модіфікація з кубічними об'емноцентрірованной гратами. Щільність С. в а-формі при 25 °С 3,020 г/см 3 , атомною радіус 1,64, іонний радіус 0,75, t пл 1539 ± 5 °С, t кіп 2700 °C, вище 1600 °С летуч. При 25 °С питома теплоємність 25,158 кдж/ ( кг . До ) [6,01 ккал/ ( г ×°С)], питомий електричний опір (54—70,7) . 10 -6 ом × см, С. слабкий парамагнетик, його атомна магнітна сприйнятливість 236-10 -6 (20 °С). Sc — перший перехідний елемент з одним 3d електроном; конфігурація зовнішніх електронів атома 3d 1 4s 2 .

  С.— м'який метал, в чистому стані легко піддається обробці — куванню плющенню, штампуванню.

  По хим.(хімічний) поведінці схожий з ін. перехідними елементами в мірі окислення +3 (наприклад, Ti 3+ , Fe 3+ , Мп 3+ ), елементами підгрупи Al, Ве, а також елементами ітрієвої підгрупи, разом з якими його інколи відносять до рідкоземельним елементам . На повітрі покривається захисною окисною плівкою завтовшки до 600Ǻ, помітне окислення починається при 250 °С. При взаємодії з воднем (450 °С) утворюється гідрид Sch 2 , з азотом (600—800 °С) — нітрид SCN, з галогенами (400—600 °С) — з'єднання типа Scci 3 ; С. реагує також з бором і кремнієм при температурі вище 1000 °С. Метал легко розчиняється в соляній, азотній і сірчаній кислотах (з пониженням концентрації кислоти швидкість розчинення С. різко падає і з 0,001 н. розчинами він не реагує). Солі соляної, сарною, азотної, роданистоводневої і оцетової кислот добре розчиняються у воді, а солі фосфорної, щавлевої і плавикової кислот мало растворіми; деякою летючістю володіють ацетилацетонат і його фторпроїзводниє. На С. практично не діють розбавлені розчини NAOH (10%) і суміш концентрованих Hno 3 і HF (1: 1). У воді з'єднання С. помітно гидролізуются з утворенням основних солей. Іони Sc 3+ схильні до полімеризації утворенню комплексних іонів різного типа, склад яких залежить від природи аніона і ph середовища, наприклад Sc (Co 3 ) - 2 , Sc (So 4 ) 3- 3 . Основні солі в розчині легко переходять в аморфний гідроокис.

  Здобуття і вживання. С. переважно у вигляді оксидів витягують попутно при гидро- і пірометалургічній переробці вольфрамових, олов'яних, титанових, уранових руд і бокситів. Оксиди хлорують або фторують при підвищеній температурі, а потім компактний металевий С. (вихід ~ 99,5°о) отримують термічним відновленням його хлориду або фториду металевим кальцієм з подальшою дистиляцією (сублімацією) Sc у високому вакуумі 133,3×10 -6 н/м 2 (10 -6 мм рт. cm. ) при 1600—1700 °С.

  Масштаби вживання С. вельми обмежені. Окисел С. йде на виготовлення феритів для елементів пам'яті швидкодіючих обчислювальних машин. Радіоактивний 46 Sc використовується в нейтронно-активаційному аналізі і в медицині. Сплави С., що володіють невеликою щільністю і високою температурою плавлення, перспективні як конструкційні матеріали в ракето- і літакобудуванні, а ряд з'єднань С. може знайти вживання при виготовленні люмінофорів, оксидних катодів, в скляному і керамічних виробництвах, в хімічній промисловості (як каталізатори) і в інших областях.

  Літ.: Борісенко Л. Ф., Скандій, М-код, 1961; Фаворськая Л. Ст, Хімічна технологія скандію, А.-А., 1969; Коган Би. І., Названова Ст А., Скандій, М., 1961; Довідник але рідким металам, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1965; Vickery R. С., The chemistry of yttrium and scandium, Oxf., 1960.

  Л. Н. Коміссарова