Skand

Skand (Sc, łac. scandium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych. Srebrzystobiały metal^[6] o gęstości 2,989 g/cm³^[4].

Skand

wapń ← skand → tytan
– ↑ Sc ↓ Y 21 Sc
Wygląd
srebrzystobiały
Widmo emisyjne skandu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	skand, Sc, 21 (łac. scandium)
Grupa, okres, blok	3, 4, d
Stopień utlenienia	I[1], II[2], III
Właściwości metaliczne	metal przejściowy
Właściwości tlenków	słabo zasadowe
Masa atomowa	44,956 ± 0,001[3][a]
Stan skupienia	stały
Gęstość	2989 kg/m³
Temperatura topnienia	1541 °C[4]
Temperatura wrzenia	2836 °C[4]
Numer CAS	7440-20-2
PubChem	23952
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny 160 (obl. 184) pm 144 pm Konfiguracja elektronowa [Ar]3d14s2 Zapełnienie powłok 2, 8, 9, 2 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 1,36 1,20 Potencjały jonizacyjne I 633,1 kJ/mol II 1235 kJ/mol III 2388,6 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 314,2 kJ/mol Ciepło topnienia 14,1 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 22,1 Pa (1812 K) Konduktywność 1,77×106 S/m Ciepło właściwe 568 J/(kg·K) Przewodność cieplna 15,8 W/(m·K) Układ krystalograficzny heksagonalny Objętość molowa 15,00×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 45Sc 100% stabilny izotop z 24 neutronami 46Sc {syn.} 83,79 dni β− 2,367 46Ti 47Sc {syn.} 3,349 dni β− 0,600 47Ti 48Sc {syn.} 43,7 dni β− 3,994 48Ti
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-02] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanej karty charakterystyki Niebezpieczeństwo Zwroty H H228 Zwroty P P210 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[5] 0 0 3
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Izotopy

Znanych jest 25 izotopów skandu z zakresu mas 36–61^[7]. W naturze występuje jedyny trwały izotop 45. 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].

Występowanie

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 skandu jest tortweityt (Sc
2Si
2O
7), występujący w Norwegii. Zawiera on 35–40% (a nawet do 45%^[9]) Sc
2O
3^[10]. Naturalne złoża skandu znajdują się w Australii, Chinach, Kazachstanie, Rosji, na Ukrainie, w USA i na Madagaskarze^[6].

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 obniżone stężenie skandu we włosach (0,006 ± 0,004 μg/g, u zdrowych ludzi – 0,07 ± 0,07 μg/g)^[11].

Został odkryty w 1879 roku przez szwedzkiego chemika Larsa Fredrika Nilsona w Uppsali. W 1869 jego istnienie przewidział Dymitr Mendelejew na podstawie luki w układzie okresowym, szacując masę atomową na do 45 u^[9].

Otrzymywanie

Ze względu na rzadkość występowania, tortweityt nie jest istotnym źródłem 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
2O
3^[10].

Metaliczny skand otrzymywany jest z Sc
2O
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 w warunkach próżniowych w temperaturze 1650–2000 °C. W temperaturze 700–800 °C usuwane są halogenki sodu, potasu i pozostałe halogenki skandu.^[6].

Linki zewnętrzne

• ekologia.pl: Skand (Sc) – właściwości, działanie i występowanie

Uwagi

1. Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 44,955907 ± 0,000004. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.