Otwórz menu główne

Skand (Sc, łac. scandium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym, leżący w bloku d.

Skand
wapń ← skand → tytan
Wygląd
srebrzystobiały
Skand
Widmo emisyjne skandu
Widmo emisyjne skandu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a. skand, Sc, 21
(łac. scandium)
Grupa, okres, blok 3, 4, d
Stopień utlenienia I[3], II[4], III
Właściwości metaliczne metal przejściowy
Właściwości tlenków słabo zasadowe
Masa atomowa 44,955908(5) u[5][a]
Stan skupienia stały
Gęstość 2989 kg/m³
Temperatura topnienia 1541 °C[1]
Temperatura wrzenia 2836 °C[1]
Numer CAS 7440-20-2
PubChem 23952[6]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Spis treści

IzotopyEdytuj

Znanych jest jego 25 izotopów z zakresu mas 36–61[7]. Trwały jest tylko izotop 45, który stanowi 100% naturalnego składu izotopowego tego pierwiastka. Izotopy 59, 60 i 61 rozpadają się po co najmniej 360 nanosekundach, izotop 39 w mniej niż 300 nanosekund. Czas rozpadu pozostałych izotopów wynosi od 83,79 dnia (izotop 46) po 12 milisekund (izotop 58)[8].

WystępowanieEdytuj

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości ok. 25 ppm (czyli jest go niewiele mniej niż kobaltu), jednak jest bardzo rozproszony. Jedynym minerałem o dużej zawartości tego pierwiastka jest tortweityt (Sc
2
Si
2
O
7
), występujący w Norwegii. Zawiera on 35–40% (a nawet do 45%[9]) Sc
2
O
3
[10]. Naturalne złoża skandu znajdują się w Australii, Chinach, Kazachstanie, Rosji, na Ukrainie, w USA i na Madagaskarze[11].

W wodzie występuje w ilości 0,000004 ppm, w zwierzętach lądowych 0,00006 ppm, u ssaków głównie w kościach i sercu. Jest niezbędny do rozwoju dwóch organizmów, kropidlaka czarnego (Aspergillus niger) oraz Cercospora granati. U pacjentów z rakiem stwierdzono niższe stężenie skandu we włosach (0,006 ±0,004 μg/g, u zdrowych ludzi było to 0,07 ±0,07 μg/g)[12].

Został odkryty w roku 1879 przez Larsa Fredrika Nilsona, w Uppsali, w Szwecji. Wcześniej (1869) jego istnienie przewidział Dymitr Mendelejew na podstawie luki jaka istniała w jego układzie okresowym. Oszacował masę atomową na do 45 u[9].

CharakterystykaEdytuj

Skand jest srebrzystobiałym metalem[11] o gęstości 2,989 g/cm³[1].

OtrzymywanieEdytuj

Ze względu na rzadkość występowania tortweitytu nie jest on istotnym źródłem do pozyskiwania skandu na skalę przemysłową. Jest on pozyskiwany głównie jako produkt uboczny podczas otrzymywania wolframu i przerobu rud uranu, w których znajduje się ok. 0,2‰ Sc
2
O
3
[10].

Metaliczny skand otrzymywany jest z Sc
2
O
3
, który ogrzewa się do temperatury 600 °C z fluorowodorem, w wyniku czego powstaje fluorek skandu(III) oraz tlen i wodór. Uzyskany fluorek redukuje się wapniem:

2ScF
3
+ 3Ca → 3CaF
2
+ 2Sc

Surowy skand oczyszcza się od domieszek innych pierwiastków w warunkach próżniowych w temperaturze 1650-2000 °C. W temperaturze 700-800 °C usuwane są halogenki sodu, potasu i pozostałe halogenki skandu. Po tych czynnościach uzyskuje się czysty skand[11].

UwagiEdytuj

  1. Wartość w nawiasie oznacza niepewność związaną z ostatnią cyfrą znaczącą.

PrzypisyEdytuj

  1. a b c CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R. Lide (red.), wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-32, ISBN 978-1-4200-9084-0.
  2. Skand (nr 261262) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych (ze względu na zmianę sposobu wywołania karty charakterystyki, aby pobrać kartę dla obszaru USA, na stronie produktu należy zmienić lokalizację na "United States" i ponownie pobrać kartę). [dostęp 2011-10-02].
  3.   R.E. Smith, Gaydon Alfred Gordon, Diatomic hydride and deuteride spectra of the second row transition metals, „Proceedings of the Royal Society of London. A. Mathematical and Physical Sciences”, 332 (1588), 1973, s. 113–127, DOI10.1098/rspa.1973.0015 (ang.).
  4.   Joseph C. McGuire, Charles P. Kempter, Preparation and Properties of Scandium Dihydride, „The Journal of Chemical Physics”, 33 (5), 1960, s. 1584–1585, DOI10.1063/1.1731452 (ang.).
  5.   Juris Meija i inni, Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 88 (3), 2016, s. 265–291, DOI10.1515/pac-2015-0305.
  6. Skand (CID: 23952) (ang.) w bazie PubChem, United States National Library of Medicine.
  7. Audi, G., Bersillon, O., Blachot, J., Wapstra, A.H. The Nubase evaluation of nuclear and decay properties. „Nuclear Physics A”. 729 (1), s. 3–128, 2003. DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 (ang.). 
  8. Isotopes of the Element Scandium, Jefferson Lab [dostęp 2013-09-09].
  9. a b Roy Kristiansen. Scandium – mineraler. „Stein”, s. 14–23, 2003. Norske Amatørgeologers Sammenslutning (norw.). 
  10. a b N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemistry of the elements. Oxford; New York: Pergamon Press, 1984, s. 945. ISBN 0-08-022057-6.
  11. a b c Oleg D. Neikov, Stanislav Naboychenko, Irina B. Mourachova, Victor G. Gopienko, Irina V. Frishberg, Dina V. Lotsko: Handbook of Non-Ferrous Metal Powders. 2009, s. 524–527.
  12. Scandium (Sc) – General Discussion, DC Nutrition [dostęp 2019-07-13].