Cкандій - Властивості хімічних елементів
Властивості дорогоцінних мінералів
Скандій(Лат. Scandium), Sc, хімічний елемент III групи періодичної системи Менделєєва; атомний номер 21, атомна маса 44,9559; легкий метал із характерним жовтим відливом, який з'являється при контакті металу з повітрям. Відомий один стабільний природний ізотоп 45 Sc. Зі штучних радіоактивних ізотопів найважливіший 46 Sc з періодом напіврозпаду 84 діб. Скандій був передбачений Д. І. Менделєєвим в 1870 і виділений в 1879 Л. Ф. Ніл'соном з мінералів гадолиніту і евксеніту, знайдених в Скандинавії (лат. Scandia), звідси і назва елемента.
Фізичні властивості Cкандія. Скандій існує у двох кристалічних модифікаціях: α та β; при звичайній температурі стійка α-модифікація з гексагональними гратами (а = 3,3080 Å і с = 5,2653 Å), вище 1350 °С - β-модифікація з об'ємноцентрованими кубічними гратами. Щільність Скандія в ? питома теплоємність 25,158 кдж/(кг·К) [6,01 ккал/(г·°С)], питомий електричний опір (54-70,7)·10 -6 ом·см; 236·10 -6 (20 ° С) Скандій - м'який метал, в чистому стані легко піддається обробці - ковці, прокатці, штампування.
Хімічні властивості Cкандія. Sc – перший перехідний елемент з одним 3d-електроном; конфігурація зовнішніх електронів атома 3d 1 4s 2 . За хімічними поведінками схожий з іншими перехідними елементами в ступені окислення +3 (наприклад, Ti 3+ , Fe 3+ , Mn 3+ ), елементами підгрупи Al, Be, а також елементами підгрупи ітрієвої, разом з якими його іноді відносять до рідкісноземельнихелементів. На повітрі покривається захисною плівкою оксидної товщиною до 600Å, помітне окислення починається при 250 °С. При взаємодії з воднем (450 ° С) утворюється гідрид ScH2, з азотом (600-800 ° С) - нітрид ScN, з галогенами (400-600 ° С) -сполуки типу SсСl3; Скандій реагує також з бором та кремнієм при температурі вище 1000 °С. Метал легко розчиняється в соляній, азотній та сірчаній кислотах (зі зниженням концентрації кислоти швидкість розчинення Скандія різко падає і з 0,001 н. розчинами він не реагує). Солі соляної, сірчаної, азотної, роданистоводневої та оцтової кислот добре розчиняються у воді, а солі фосфорної, щавлевої та плавикової кислот мало розчинні; деякою летючістю мають ацетилацетонат та його фторпохідні. На Скандій практично не діють розбавлені розчини NaOH (10%) та суміш концентрованих HNO3 та HF (1:1). У воді сполуки Скандія помітно гідролізуються із заснуванням основних солей. Іони Sc 3+ схильні до полімеризації, утворенню комплексних іонів різного типу, склад яких залежить від природи аніону та рН середовища, наприклад Sс(СО3)2 - , Sc (SO4)3 3- . Основні солі у розчині легко переходять в аморфний гідрооксид.
Отримання Cкандія. Скандій переважно у вигляді оксидів вилучають попутно при гідро-і пірометалургійній переробці вольфрамових, олов'яних, титанових, уранових руд і бокситів. Оксиди хлорують або фторують при підвищеній температурі, а потім компактний металевий Скандій.
99,5%) отримують термічним відновленням його хлориду або фториду металевим кальцієм з подальшою дистиляцією (ліхтарем) Sc у високому вакуумі 133,3·10 -6 н/м 2 (10 -6 мм рт. ст.) при 1600-1700 ° З.
Застосування Cкандія. Оксид Скандія йде на виготовлення феритів для елементів пам'ятішвидкодіючих обчислювальних машин. Радіоактивний 46 Sc використовується в нейтронно-активаційному аналізі та в медицині. Сплави Скандія, що мають невелику щільність і високу температуру плавлення, перспективні як конструкційні матеріали в ракето- і літакобудуванні, а ряд сполук Скандія може знайти застосування при виготовленні люмінофорів, оксидних катодів, у скляному та керамічному виробництвах, в хімічній промисловості (як каталізаторів) і в інших сферах.