钪 - Wikiwand
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钪   21Sc
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镆(预测为贫金属)
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鿫(预测为惰性气体)
-



外观
银白色固态金属
概况
名称·符号·序数 钪(Scandium)·Sc·21
元素类别 过渡金属
·周期· 3 ·4·d
标准原子质量 44.955908(5)
电子排布

[] 3d1 4s2
2,8,9,2

历史
预测 德米特里·门捷列夫(1871年)
发现 拉斯·弗雷德里克·尼尔森(1879年)
分离 拉斯·弗雷德里克·尼尔森
物理性质
物态 固态
密度 (接近室温
2.985 g·cm−3
熔点 1814 K,1541 °C,2906 °F
沸点 3109 K,2836 °C,5136 °F
熔化热 14.1 kJ·mol−1
汽化热 332.7 kJ·mol−1
比热容 25.52 J·mol−1·K−1

蒸气压

压/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
温/K 1645 1804 (2006) (2266) (2613) (3101)
原子性质
氧化态 +3,+2[1],+1[2]
(两性)
电离能

第一:633.1 kJ·mol−1
第二:1235.0 kJ·mol−1
第三:2388.6 kJ·mol−1

更多
原子半径 162 pm
共价半径 170±7 pm
范德华半径 211 pm
杂项
晶体结构 六方密堆积
磁序 顺磁性
电阻率 (α,poly)(预测)(25 ℃)562 n Ω·m
热导率 15.8 W·m−1·K−1
膨胀系数 (α,poly)(25 ℃)10.2 µm/(m·K)
杨氏模量 74.4 GPa
剪切模量 29.1 GPa
体积模量 56.6 GPa
泊松比 0.279
布氏硬度 750 MPa
CAS号7440-20-2
最稳定同位素

主条目:钪的同位素

同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰变
方式 能量MeV 产物
45Sc 100% 稳定,带24个中子
46Sc 痕量 83.79 天 β 0.3569 46Ti
γ 0.889,1.120 -
47Sc 痕量 3.3492 天 β 0.44,0.60 47Ti
γ 0.159 -
48Sc 痕量 43.67 时 β 0.661 48Ti
γ 0.9,1.3,1.0 -

(Scandium),其命名Scandium源自斯堪的纳维亚半岛的拉丁文名称Scandia,化学符号Sc,原子序21,是一种柔软、银白色的过渡性金属。它常跟镧系元素稀土金属 [3]混合存在。钪是在1879年由拉斯·弗雷德里克·尼尔森的团队,在斯堪的纳维亚半岛的黑稀金矿英语euxenite(euxenite)和硅铍钇矿英语gadolinite(gadolinite)中,使用光谱分析发现的元素。 钪存在于大多数稀土矿和化合物的沉积物中,但它仅可以从全球某些矿场的矿石萃取,由于钪不易取得及制备困难,所以直到1937年才首次取得,而它的应用直到1970年代才被研发出来。在1970年代人们发现钪对于铝合金具有增益效果,此应用目前仍是其主要用途,氧化钪的全球贸易量约为每年10吨。 钪化合物的性质介于之间。之间也存在着对角线规则,就像的关系。钪是3族的元素,就像其他第三族的元素,钪的主要氧化数为+3。

属性

元素的化学特性

钪是银色的柔软金属, 被空气氧化时略带浅黄色或粉红色。钪容易风化和大多数稀酸中缓慢溶解。 它不与硝酸)和氢氟酸)1:1混合物反应,可能是由于形成了一个不渗透的钝化层。

同位素

钪共有37个同位素,其中有1个同位素()是稳定的。

历史

1869年,门捷列夫曾预测一种称为“类硼”的未发现元素。1879年拉斯·弗雷德里克·尼尔森和他的团队从黑稀金矿(euxenite)和硅铍钇矿(gadolinite)中通过光谱分析发现这个新的元素。尼尔森制备了2克的高纯度氧化钪[4][5]他把这新元素命名为“Scandium”,源自拉丁文Scandia”(斯堪的纳维亚半岛)。1937年,钪单质首次从氯化钪的共晶混合物于700–800 °C电解出来。[6]

生产

全球产量约每年15吨(三氧化二钪化合物),需求比供应量高50%。每年供需均在增长。

应用

米格-29部分由钪铝合金制成。[7]
米格-29部分由钪铝合金制成。[7]

钪用来制特种玻璃、轻质耐高温合金。

金属化物灯,寿命长,消耗电力少,用作运动场照明灯和高级车的车灯。

健康与安全

钪元素被认为无,钪化合物的动物试验已经完成。氯化钪半数致死量已被确定为4毫克/千克腹腔和755毫克/千克口服给药。从这些结果看来钪化合物应处理为中度毒性化合物。

参考文献

  1. ^ McGuire, Joseph C.; Kempter, Charles P. Preparation and Properties of Scandium Dihydride. Journal of Chemical Physics. 1960, 33: 1584–1585. doi:10.1063/1.1731452. 
  2. ^ Smith, R. E. Diatomic Hydride and Deuteride Spectra of the Second Row Transition Metals. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 1973, 332 (1588): 113–127. doi:10.1098/rspa.1973.0015. 
  3. ^ IUPAC Recommendations, NOMENCLATURE OF INORGANIC CHEMISTRY
  4. ^ Nilson, Lars Fredrik. Sur l'ytterbine, terre nouvelle de M. Marignac. Comptes Rendus. 1879, 88: 642–647 (法语). 
  5. ^ Nilson, Lars Fredrik. Ueber Scandium, ein neues Erdmetall. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 1879, 12 (1): 554–557. doi:10.1002/cber.187901201157 (德语). 
  6. ^ Fischer, Werner; Brünger, Karl; Grieneisen, Hans. Über das metallische Scandium. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 1937, 231 (1–2): 54–62. doi:10.1002/zaac.19372310107 (德语). 
  7. ^ Ahmad, Zaki. The properties and application of scandium-reinforced aluminum. JOM. 2003, 55 (2): 35. Bibcode:2003JOM....55b..35A. doi:10.1007/s11837-003-0224-6. 

外部链接

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