← Retour au tableau périodique
Sc 21

Scandium (Sc)

transition-metal
Période: 4 Groupe: 3 Bloc: d

Solid

Masse atomique relative standard

44,955908 u

Configuration électronique

[Ar] 4s2 3d1

Point de fusion

1540,85 °C

Point d’ébullition

2835,85 °C

Masse volumique

2990 kg/m³

États d’oxydation

0, +1, +2, +3

Électronégativité (Pauling)

1,36

Énergie d’ionisation (1re)

6,56149 eV

Année de découverte

1879

Rayon atomique

160 pm

Détails

Origine du nom Latin: Scandia, Scandinavia.
Pays de découverte Sweden
Découvreurs Lars Nilson

Scandium is a light transition metal with chemistry dominated by the +3 oxidation state. It is chemically similar to yttrium and the lanthanides, but its small ionic radius gives some distinct coordination behavior. The element is widely dispersed in minerals and rarely occurs in rich, easily worked ores. Its technological importance is concentrated in specialty aluminum alloys, high-intensity lighting, and research materials rather than large-volume metal use.

Scandium is a silver-white metal which develops a slightly yellowish or pinkish cast upon exposure to air. A relatively soft element, scandium resembles yttrium and the rare-earth metals more than it resembles aluminum or titanium.

It is a very light metal and has a much higher melting point than aluminum, making it of interest to designers of spacecraft. Scandium is not attacked by a 1:1 mixture of HNO3 and 48% HF.

Chemically it is one of the alkaline earth elements; it readily forms a white coating of nitride in air, reacts with water, burns with a yellow-red flame.

The name derives from the Latin scandia for Scandinavia, where the mineral was found. It was discovered by the Swedish chemist Lars-Fredrik Nilson in 1879 in an ytterbium sample. In the same year, the Swedish chemist Per Theodore Cleve proved that scandium was Mendeleev's predicted "eka-boron".

Scandium was discovered by Lars Fredrik Nilson, a Swedish chemist, in 1879 while attempting to produce a sample of pure ytterbia from 10 kilograms of the mineral euxenite ((Y, Ca, Er, La, Ce, U, Th)(Nb, Ta, Ti)2O6). Scandium can be obtained from the minerals thortveitite ((Sc, Y)2Si2O7), bazzite (Be3(Sc, Al)2Si6O18) and wiikite, but is usually obtained as a byproduct of refining uranium. Metallic scandium was first produced in 1937 and the first pound (0.45 kilograms) of pure scandium was produced in 1960. Scandium is a soft, light metal that might have applications in the aerospace industry. With a cost of $270 per gram ($122,500 per pound), scandium is too expensive for widespread use.

From the Latin word Scandia, Scandinavia. On the basis of the Periodic System, Mendeleev predicted the existence of ekaboron, which would have an atomic weight between 40 of calcium and 48 of titanium. The element was discovered by Nilson in 1878 in the minerals euxenite and gadolinite, which had not yet been found anywhere except in Scandinavia. By processing 10 kg of euxenite and other residues of rare-earth minerals, Nilson was able to prepare about 2g of highly pure scandium oxide. Later scientists pointed out that Nilson's scandium was identical with Mendeleev's ekaboron.

Images

Propriétés

Propriétés chimiques

Électronégativité (Pauling)
1,36 Comparer : Électronégativité (Pauling) de tous les éléments →
Électronégativité (Allen)
1,19
Affinité électronique
0,188 eV
Énergie d’ionisation (1re)
6,56149 eV Comparer : Énergie d’ionisation (1re) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (2e)
12,799814 eV Comparer : Énergie d’ionisation (2e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (3e)
24,756924 eV Comparer : Énergie d’ionisation (3e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (4e)
73,489653 eV Comparer : Énergie d’ionisation (4e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (5e)
91,950317 eV Comparer : Énergie d’ionisation (5e) de tous les éléments →
États d’oxydation
0, +1, +2, +3 Comparer : États d’oxydation de tous les éléments →
Électrons de valence
3 Comparer : Électrons de valence de tous les éléments →
Configuration électronique
[Ar] 4s2 3d1

Propriétés thermodynamiques

Enthalpie de fusion
0,16582889 eV Comparer : Enthalpie de fusion de tous les éléments →
Enthalpie de vaporisation
3,256465 eV Comparer : Enthalpie de vaporisation de tous les éléments →
Enthalpie de sublimation
3,923926 eV
Enthalpie d’atomisation
3,923926 eV
Enthalpie d’atomisation
3,915635 eV

Propriétés nucléaires

Protons
21 Comparer : Protons de tous les éléments →
Neutrons
24 Comparer : Neutrons de tous les éléments →
Isotopes connus
29 Comparer : Isotopes connus de tous les éléments →
Isotopes stables
1 Comparer : Isotopes stables de tous les éléments →
Isotope le plus stable
Sc-45
Année de découverte
1879

Abondance

Abondance (croûte terrestre)
22 mg/kg Comparer : Abondance (croûte terrestre) de tous les éléments →
Abondance (océan)
6 × 10−7 mg/L Comparer : Abondance (océan) de tous les éléments →

Structure cristalline

Paramètre de maille a
331 pm

Structure électronique

Électrons par couche
2, 8, 9, 2 Comparer : Électrons par couche de tous les éléments →

Identifiants

Numéro CAS
7440-20-2 Comparer : Numéro CAS de tous les éléments →
Symbole de terme
2D3/2
InChI
InChI=1S/Sc
Clé InChI
SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N

Configuration électronique Mesuré

Charge ionique
Protons 21
Électrons 21
Charge Neutre
Configuration Sc: 3d¹ 4s²
Configuration électronique
Mesuré
[Ar] 3d¹ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ 4s²
Diagramme d’orbitales
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
1/10 1↑
Nombre total d’électrons: 21 Non appariés: 1 ?

Modèle atomique

Protons 21
Neutrons 24
Électrons 21
Nombre de masse 45
Stabilité Stable

Les isotopes diffèrent par leur nombre de neutrons, leur masse et leur stabilité — pas par la configuration électronique de l’atome neutre.

Modèle atomique schématique, non à l’échelle.

Empreinte atomique

Spectre d’émission / d’absorption

25 / 50 (50 50 avec intensité)
Mesuré
Émission Visible : 380–750 nm

Distribution isotopique

Élément monoisotopique
Seul isotope présent à l’état naturel : 45 — 100,0000%
45100,0000%Nombre de masseAbondance naturelle (%)
Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vie
45 Stable44,95590828 ± 0,00000077100,0000%Stable
Mesuré

Phase / État

1 atm / 101,325 kPa
Solide 25 °C (298,15 K)

Explication: 1515,8 °C en dessous du point de fusion (1540,85 °C)

Point de fusion 1540,85 °C
Point d’ébullition 2835,85 °C
Écart en dessous du point de fusion 1515,8 °C
0 K Température actuelle: 25 °C 6000 K
Échelle des phases

Schématique, non à l’échelle

Solide
Liquide
Gaz
Fusion
Ébullition
25°C
Solide
Liquide
Gaz
Actuel

Points de transition de phase

Point de fusion Littérature scientifique
1540,85 °C
Point d’ébullition Littérature scientifique
2835,85 °C
Phase actuelle Calculé
Solide

Énergies de transition

Enthalpie de fusion Littérature scientifique
0,16582889 eV

Énergie nécessaire pour faire fondre 1 mol au point de fusion

Enthalpie de vaporisation Littérature scientifique
3,256465 eV

Énergie nécessaire pour vaporiser 1 mol au point d’ébullition

Enthalpie de sublimation Littérature scientifique
3,923926 eV

Énergie nécessaire pour sublimer 1 mol au point de sublimation

Masse volumique

Masse volumique de référence Littérature scientifique
2990 kg/m³

Dans les conditions standard

Masse volumique actuelle Calculé
2990 kg/m³

Dans les conditions standard

Spectres atomiques

Affichage de 10 sur 21. Tri par charge ionique croissante.

Raies répertoriées ?

IonChargeNombre total de raiesProbabilités de transitionDésignations des niveaux
Sc I 021982601682
Sc II +1829139829
Sc III +213397133
Sc IV +34084408
Sc V +445616456
Sc VI +5791275
Sc VII +6703770
Sc VIII +7754875
Sc IX +8422242
Sc X +9992999
Raies répertoriées par le NIST →

Niveaux répertoriés ?

IonChargeNiveaux
Sc I 0478
Sc II +1169
Sc III +244
Sc IV +3129
Sc V +4119
Sc VI +540
Sc VII +635
Sc VIII +727
Sc IX +827
Sc X +968
Niveaux répertoriés par le NIST →
21 Sc 44.955908

Scandium — Visualiseur d’orbitales atomiques

[Ar]4s23d1
Niveaux d’énergie 2 8 9 2
États d’oxydation 0, +1, +2, +3
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Scandium — Aperçu du visualiseur d’orbitales atomiques
Three.js se charge uniquement à la demande
21 Sc 44.955908

Scandium — Visualiseur de structure cristalline

Hexagonal primitif · Pearson hP2
Expérimental
Pearson hP2
N° de coord. 12
Compacité 75.056%
Scandium — Aperçu du visualiseur de structure cristalline
Three.js se charge uniquement à la demande

Rayons ioniques

ChargeCoordinenceSpinRayon
+36N/D74.5 pm
+38N/D87 pm

Composés

Sc
44,956 u
Sc
45,955 u
Sc
46,952 u
Sc
43,959 u
Sc
48,950 u
Sc
42,961 u
Sc
47,952 u
Sc+3
44,956 u
Sc
44,956 u

Isotopes (1)

Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vieMode de désintégration
45 Stable44,95590828 ± 0,00000077100,0000%Stable
stable
45 Stable
Masse atomique (u) 44,95590828 ± 0,00000077
Abondance naturelle 100,0000%
Demi-vie Stable
Mode de désintégration
stable

Raies spectrales

Affichage de 50 sur 946. Seules les raies spectrales dont l’intensité a été mesurée sont affichées par défaut.

Longueur d’onde (nm)IntensitéDegré d’ionisationTypeTransitionPrécisionSource
683.5026 nm640Sc Iemission3d2.(3P).4s 2P → 3d2.(3P).4p 2S*MesuréeNIST
681.9491 nm485Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).5s 2DMesuréeNIST
673.7872 nm465Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2GMesuréeNIST
673.945 nm360Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2GMesuréeNIST
681.7117 nm345Sc Iemission3d2.(3P).4s 2P → 3d2.(3P).4p 2S*MesuréeNIST
682.9509 nm335Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).5s 2DMesuréeNIST
406.8661 nm100Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.4f 2F*MesuréeNIST
744.9141 nm90Sc IIIemission3p6.5s 2S → 3p6.5p 2P*MesuréeNIST
406.121 nm80Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.4f 2F*MesuréeNIST
625.6013 nm80Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.5p 2P*MesuréeNIST
503.2072 nm60Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.5d 2DMesuréeNIST
630.7603 nm60Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.5p 2P*MesuréeNIST
499.2886 nm50Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.5d 2DMesuréeNIST
652.5571 nm40Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2DMesuréeNIST
671.4599 nm40Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 4DMesuréeNIST
655.7842 nm35Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d3 2D2MesuréeNIST
688.5119 nm27Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GMesuréeNIST
716.9083 nm27Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2FMesuréeNIST
688.1012 nm26Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GMesuréeNIST
662.0207 nm21Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d3 2FMesuréeNIST
713.8107 nm19Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2FMesuréeNIST
467.0407 nm18Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1F*MesuréeNIST
673.0754 nm18Sc Iemission3d2.(3F).4p 4D* → 4PMesuréeNIST
687.7343 nm18Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GMesuréeNIST
431.4083 nm17Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MesuréeNIST
503.1021 nm17Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1P*MesuréeNIST
680.4611 nm17Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4DMesuréeNIST
437.4457 nm16Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3F*MesuréeNIST
523.9813 nm16Sc IIemission3p6.4s2 1S → 3p6.3d.4p 1P*MesuréeNIST
552.679 nm16Sc IIemission3p6.3d2 1G → 3p6.3d.4p 1F*MesuréeNIST
430.5714 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MesuréeNIST
432.0732 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MesuréeNIST
478.0863 nm15Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.6s 2SMesuréeNIST
565.7896 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*MesuréeNIST
624.5637 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3D*MesuréeNIST
577.1538 nm14Sc IVemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5s 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2]MesuréeNIST
637.0486 nm14Sc IIemission3p6.3d.4d 1F → 3p6.3d.4f 1G*MesuréeNIST
660.4601 nm14Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1D*MesuréeNIST
680.3677 nm14Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2GMesuréeNIST
725.7589 nm14Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d.(2D).4p2.(3P) 4FMesuréeNIST
401.4484 nm13Sc IIemission3p6.3d.4s 1D → 3p6.3d.4p 3F*MesuréeNIST
429.4767 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MesuréeNIST
432.4996 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MesuréeNIST
564.1001 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*MesuréeNIST
565.8361 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*MesuréeNIST
566.9042 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*MesuréeNIST
687.4193 nm13Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GMesuréeNIST
385.9595 nm12Sc IIemission3p6.3d.4p 1F* → 3p6.3d.5s 1DMesuréeNIST
424.6822 nm12Sc IIemission3p6.3d.4s 1D → 3p6.3d.4p 1D*MesuréeNIST
435.4598 nm12Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3F*MesuréeNIST

Propriétés étendues

Rayons covalents (données étendues)

Rayon covalent (Pyykkö)
148 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison double)
116 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison triple)
114 pm

Rayons de van der Waals

Batsanov
230 pm
Alvarez
258 pm
UFF
329,5 pm
MM3
261 pm

Rayons atomiques et métalliques

Rayon atomique (Rahm)
263 pm
Rayon métallique (C12)
162 pm

Échelles de numérotation

Mendeleev
11
Pettifor
20
Glawe
48

Échelles d’électronégativité

Ghosh
0
Miedema
3
Gunnarsson–Lundqvist
4
Robles–Bartolotti
3

Polarisabilité et dispersion

Polarisabilité dipolaire
97 a.u.
Polarisabilité dipolaire (incertitude)
10 a.u.
C₆
1383 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
1570 Ha·Bohr6

Affinité chimique

Affinité protonique
914 kJ/mol
Basicité en phase gazeuse
892 kJ/mol

Paramètres de Miedema

Volume molaire de Miedema
15,03 cm3/mol
Densité électronique de Miedema
2

Risque d’approvisionnement et économie

Concentration de la production
97
Risque relatif d’approvisionnement
10
Répartition des réserves
50
Stabilité politique (principal producteur)
24
Stabilité politique (principal détenteur de réserves)
24

Transitions de phase et allotropes

Point de fusion1814,15 K
Point d’ébullition3109,15 K

Catégories d’états d’oxydation

+3 main
+1 extended
+2 extended
0 extended

Données de référence avancées

Constantes d’écran (7)
nOrbitaleσ
1s0,5434
2p3,9454
2s6,4264
3d13,8801
3p11,5938
3s10,6602
4s16,3676
Détail des rayons cristallins (2)
ChargeCNSpinrcrystal (pm)Origine
3VI88,5from r^3 vs V plots,
3VIII101from r^3 vs V plots,
Modes de désintégration des isotopes (52)
IsotopeModeIntensité
35p—
36p—
37p—
38p—
39p100%
40B+100%
40B+p0,4%
40B+A0%
41B+100%
42B+100%
Facteurs de diffusion des rayons X (598)
Énergie (eV)f₁f₂
10—1,06978
10,1617—1,07987
10,3261—1,09005
10,4931—1,10033
10,6628—1,11071
10,8353—1,12118
11,0105—1,13176
11,1886—1,14243
11,3696—1,15321
11,5535—1,16408

Données complémentaires

Sources

Sources of this element.

Scandium is apparently much more abundant (the 23rd most) in the sun and certain stars than on earth (the 50th most abundant). It is widely distributed on earth, occurring in very minute quantities in over 800 mineral species. The blue color of beryl (aquamarine variety) is said to be due to scandium. It occurs as a principal component in the rare mineral thortveitite, found in Scandinavia and Malagasy. It is also found in the residues remaining after the extraction of tungsten from Zinnwald wolframite, and in wiikite and bazzite.

Most scandium is presently being recovered from thortveitite or is extracted as a by-product from uranium mill tailings. Metallic scandium was first prepared in 1937 by Fischer, Brunger, and Grienelaus who electrolyzed a eutectic melt of potassium, lithium, and scandium chlorides at 700 to 800°C. Tungsten wire and a pool of molten zinc served as the electrodes in a graphite crucible. Pure scandium is now produced by reducing scandium fluoride with calcium metal.

The production of the first pound of 99% pure scandium metal was announced in 1960.

Références (1)

Références

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Sc

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Scandium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Note sur la licence: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Scandium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Note sur la licence: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Scandium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Scandium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Scandium

This section provides all form of data related to element Scandium.

9 PubChem Elements
Scandium

The element property data was retrieved from publications.

Dernière mise à jour:

Données vérifiées:

Le contenu est vérifié au regard des dernières données scientifiques.