Scandium

Scandium
Basisdata
Navn		Scandium
Symbol		Sc
Atomnummer		21
Utseende		sølvhvitt
Plass i periodesystemet
Gruppe		3
Periode		4
Blokk		d
Kjemisk serie		transisjonsmetall
Atomegenskaper
Atomvekt		44,95591 u
Empirisk atomradius		160 pm
Kalkulert atomradius		184 pm
Kovalent atomradius		144 pm
Elektronkonfigurasjon		[Ar] 3d1 4s2
Elektroner per energinivå		2, 8, 9, 2
Oksidasjonstilstander		3
Krystallstruktur		heksagonal
Fysiske egenskaper
Stofftilstand		fast stoff
Smeltepunkt		1 541 °C
Kokepunkt		2 830 °C
Molart volum		15 · 10-6 m³/mol
Tetthet		2 985 kg/m³
Hardhet		2,5 (Mohs skala)
Fordampningsvarme		314,2 kJ/mol
Smeltevarme		14,1 kJ/mol
Damptrykk		22,1 Pa ved 1 812 K
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen		1,36
Spesifikk varmekapasitet		588 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne		1,77 · 106 S/m
Termisk konduktivitet		15,8 W/(m · K)
Første ionisasjonspotensial		633,1 kJ/mol
Andre ionisasjonspotensial		1 235,0 kJ/mol
Tredje ionisasjonspotensial		2 388,6 kJ/mol
SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi – legg gjerne inn.

Scandium er et grunnstoff med kjemisk symbol Sc og atomnummer 21.

Historie

Dmitrij Mendelejev forutså i 1869 eksistensen av 3 ukjente grunnstoff, inkludert et han kalte eka-bor med atomnummer 21.

I 1879 fant den svenske kjemikeren Lars Fredrik Nilson et nytt grunnstoff ved spektralanalyse av mineralene euxenitt og gadolinitt. Han isolerte 2 gram med rent scandiumoksid (Sc₂O₃) fra 10 kg med euxenitt. Den svenske kjemikeren Per Teodor Cleve så at scandium svarte godt til Mendelejevs eka-bor, og underrettet ham om dette i august 1879.

I 1937 ble rent metallisk scandium fremstilt for første gang ved hjelp av elektrolyse. 99% rent scandium i større kvanta (ca. 500 gram) ble ikke fremstilt før i 1960.

Det nye grunnstoffet ble døpt scandium etter scandia som er det latinske navnet på Skandinavia.

Scandiumatomets elektronskall

Egenskaper

Scandiums utseende er mørkt metallisk sølvaktig, men i kontakt med luft utvikler det et gulaktig eller rosa oksidsjikt. Det er et hardt transisjonsmetall som ikke er korrosjonsbestandig i ren form, og som løses opp ved langvarig kontakt med svake syrer. I likhet med andre reaktive metaller angripes det ikke av en 1:1 blanding av salpetersyre (HNO₃) og flussyre (HF). Scandium regnes som lettmetall.

Isotoper

Naturlig forekommende scandium består utelukkende av den stabile isotopen ⁴⁵Sc. I tillegg finnes 24 kunstig fremstilte ustabile (og dermed radioaktive) isotoper. Av disse er de mest stabile ⁴⁶Sc med halveringstid 83,79 døgn, ⁴⁷Sc med halveringstid 3,3492 døgn, ^44m1Sc med halveringstid 58,6 timer, og ⁴⁸Sc med halveringstid 43,67 timer. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 4 timer, og de fleste kortere enn 1 minutt.

CAS-nummer: 7440-20-2

Forekomst

Scandium er et sjeldent grunnstoff som bare finnes i et fåtall mineraler. I fremstillingen av rent scandium blir hovedsakelig thortveititt (oppkalt etter den norske ingeniøren Olaus Thortveit) brukt som råmateriale. Av thortveititten blir scandiumoksid utvunnet gjennom flere prosess-steg. Rent scandium utvinnes av scandiumoksid ved kjemisk reduksjon med fluor og kalsium.

Anvendelse

Rent scandium

Scandium brukes i aluminiumlegeringer. Det brukes også i høy-ytelses kvikksølvdamplamper, og sammen med holmium og dysprosium gir disse lampene et lys som er nært dagslys i fargetemperatur. Videre brukes scandium i fremstillingen av laserkrystaller. Magnetiske datalagringsmedier blir tilsatt scandiumoksid for å øke magnetiseringshastigheten.