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Sc 21

Scandium (Sc)

transition-metal
Periodo: 4 Gruppo: 3 Blocco: d

Solid

Peso atomico standard

44,955908 u

Configurazione elettronica

[Ar] 4s2 3d1

Punto di fusione

1540,85 °C

Punto di ebollizione

2835,85 °C

Densità

2990 kg/m³

Stati di ossidazione

0, +1, +2, +3

Elettronegatività (Pauling)

1,36

Energia di ionizzazione (1ª)

6,56149 eV

Anno della scoperta

1879

Raggio atomico

160 pm

Dettagli

Origine del nome Latin: Scandia, Scandinavia.
Paese della scoperta Sweden
Scopritori 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.

Immagini

Proprietà

Chimiche

Elettronegatività (Pauling)
1,36 Confronta Elettronegatività (Pauling) di tutti gli elementi →
Elettronegatività (Allen)
1,19
Affinità elettronica
0,188 eV
Energia di ionizzazione (1ª)
6,56149 eV Confronta Energia di ionizzazione (1ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (2ª)
12,799814 eV Confronta Energia di ionizzazione (2ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (3ª)
24,756924 eV Confronta Energia di ionizzazione (3ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (4ª)
73,489653 eV Confronta Energia di ionizzazione (4ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (5ª)
91,950317 eV Confronta Energia di ionizzazione (5ª) di tutti gli elementi →
Stati di ossidazione
0, +1, +2, +3 Confronta Stati di ossidazione di tutti gli elementi →
Elettroni di valenza
3 Confronta Elettroni di valenza di tutti gli elementi →
Configurazione elettronica
[Ar] 4s2 3d1

Termodinamiche

Calore di fusione
0,16582889 eV Confronta Calore di fusione di tutti gli elementi →
Calore di vaporizzazione
3,256465 eV Confronta Calore di vaporizzazione di tutti gli elementi →
Calore di sublimazione
3,923926 eV
Calore di atomizzazione
3,923926 eV
Entalpia di atomizzazione
3,915635 eV

Abbondanza

Abbondanza (crosta terrestre)
22 mg/kg Confronta Abbondanza (crosta terrestre) di tutti gli elementi →
Abbondanza (oceano)
6 × 10−7 mg/L Confronta Abbondanza (oceano) di tutti gli elementi →

Struttura cristallina

Costante reticolare a
331 pm

Struttura elettronica

Elettroni per guscio
2, 8, 9, 2 Confronta Elettroni per guscio di tutti gli elementi →

Identificativi

Numero CAS
7440-20-2 Confronta Numero CAS di tutti gli elementi →
Simbolo di termine
2D3/2
InChI
InChI=1S/Sc
Chiave InChI
SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N

Configurazione elettronica Misurato

Carica ionica
Protoni 21
Elettroni 21
Carica Neutro
Configurazione Sc: 3d¹ 4s²
Configurazione elettronica
Misurato
[Ar] 3d¹ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ 4s²
Diagramma degli orbitali
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
1/10 1↑
Elettroni totali: 21 Spaiati: 1 ?

Modello atomico

Protoni 21
Neutroni 24
Elettroni 21
Numero di massa 45
Stabilità Stabile

Gli isotopi modificano il numero di neutroni, la massa e la stabilità — non la configurazione elettronica di un atomo neutro.

Modello atomico schematico, non in scala.

Impronta atomica

Spettro di emissione / assorbimento

25 / 50 (50 50 con intensità)
Misurato
Emissione Visibile: 380–750 nm

Distribuzione isotopica

Elemento monoisotopico
Unico isotopo presente in natura: 45 — 100,0000%
45100,0000%Numero di massaAbbondanza naturale (%)
Numero di massaMassa atomica (u)Abbondanza naturaleEmivita
45 Stabile44,95590828 ± 0,00000077100,0000%Stabile
Misurato

Fase / Stato

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

Motivo: 1515,8 °C sotto il punto di fusione (1540,85 °C)

Punto di fusione 1540,85 °C
Punto di ebollizione 2835,85 °C
Sotto il punto di fusione di 1515,8 °C
0 K Temperatura attuale: 25 °C 6000 K
Sequenza delle fasi

Schema non in scala

Solido
Liquido
Gas
Fusione
Ebollizione
25°C
Solido
Liquido
Gas
Attuale

Punti di transizione di fase

Punto di fusione Letteratura
1540,85 °C
Punto di ebollizione Letteratura
2835,85 °C
Fase attuale Calcolato
Solido

Energie di transizione

Calore di fusione Letteratura
0,16582889 eV

Energia necessaria per fondere 1 mol al punto di fusione

Calore di vaporizzazione Letteratura
3,256465 eV

Energia necessaria per vaporizzare 1 mol al punto di ebollizione

Calore di sublimazione Letteratura
3,923926 eV

Energia necessaria per sublimare 1 mol al punto di sublimazione

Densità

Densità di riferimento Letteratura
2990 kg/m³

In condizioni standard

Densità attuale Calcolato
2990 kg/m³

In condizioni standard

Spettri atomici

Sono visualizzati 10 di 21. Ordinamento per carica ionica crescente.

Righe disponibili ?

IoneCaricaRighe totaliProbabilità di transizioneDesignazioni dei livelli
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
Righe disponibili nel NIST →

Livelli disponibili ?

IoneCaricaLivelli
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
Livelli disponibili nel NIST →
21 Sc 44.955908

Scandium — Visualizzatore degli orbitali atomici

[Ar]4s23d1
Livelli energetici 2 8 9 2
Stati di ossidazione 0, +1, +2, +3
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Scandium — Anteprima del visualizzatore degli orbitali atomici
Three.js viene caricato soltanto su richiesta
21 Sc 44.955908

Scandium — Visualizzatore della struttura cristallina

Esagonale primitivo · Pearson hP2
Sperimentale
Pearson hP2
N. coord. 12
Impacchettamento 75.056%
Scandium — Anteprima del visualizzatore della struttura cristallina
Three.js viene caricato soltanto su richiesta

Raggi ionici

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

Composti

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

Isotopi (1)

Numero di massaMassa atomica (u)Abbondanza naturaleEmivitaModalità di decadimento
45 Stabile44,95590828 ± 0,00000077100,0000%Stabile
stable
45 Stabile
Massa atomica (u) 44,95590828 ± 0,00000077
Abbondanza naturale 100,0000%
Emivita Stabile
Modalità di decadimento
stable

Righe spettrali

Sono visualizzati 50 di 946. Per impostazione predefinita sono mostrate soltanto le righe spettrali con intensità misurata.

Lunghezza d'onda (nm)IntensitàStadio di ionizzazioneTipoTransizioneAccuratezzaFonte
683.5026 nm640Sc Iemission3d2.(3P).4s 2P → 3d2.(3P).4p 2S*MisurataNIST
681.9491 nm485Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).5s 2DMisurataNIST
673.7872 nm465Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2GMisurataNIST
673.945 nm360Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2GMisurataNIST
681.7117 nm345Sc Iemission3d2.(3P).4s 2P → 3d2.(3P).4p 2S*MisurataNIST
682.9509 nm335Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).5s 2DMisurataNIST
406.8661 nm100Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.4f 2F*MisurataNIST
744.9141 nm90Sc IIIemission3p6.5s 2S → 3p6.5p 2P*MisurataNIST
406.121 nm80Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.4f 2F*MisurataNIST
625.6013 nm80Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.5p 2P*MisurataNIST
503.2072 nm60Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.5d 2DMisurataNIST
630.7603 nm60Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.5p 2P*MisurataNIST
499.2886 nm50Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.5d 2DMisurataNIST
652.5571 nm40Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2DMisurataNIST
671.4599 nm40Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 4DMisurataNIST
655.7842 nm35Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d3 2D2MisurataNIST
688.5119 nm27Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GMisurataNIST
716.9083 nm27Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2FMisurataNIST
688.1012 nm26Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GMisurataNIST
662.0207 nm21Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d3 2FMisurataNIST
713.8107 nm19Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2FMisurataNIST
467.0407 nm18Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1F*MisurataNIST
673.0754 nm18Sc Iemission3d2.(3F).4p 4D* → 4PMisurataNIST
687.7343 nm18Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GMisurataNIST
431.4083 nm17Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MisurataNIST
503.1021 nm17Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1P*MisurataNIST
680.4611 nm17Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4DMisurataNIST
437.4457 nm16Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3F*MisurataNIST
523.9813 nm16Sc IIemission3p6.4s2 1S → 3p6.3d.4p 1P*MisurataNIST
552.679 nm16Sc IIemission3p6.3d2 1G → 3p6.3d.4p 1F*MisurataNIST
430.5714 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MisurataNIST
432.0732 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MisurataNIST
478.0863 nm15Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.6s 2SMisurataNIST
565.7896 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*MisurataNIST
624.5637 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3D*MisurataNIST
577.1538 nm14Sc IVemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5s 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2]MisurataNIST
637.0486 nm14Sc IIemission3p6.3d.4d 1F → 3p6.3d.4f 1G*MisurataNIST
660.4601 nm14Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1D*MisurataNIST
680.3677 nm14Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2GMisurataNIST
725.7589 nm14Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d.(2D).4p2.(3P) 4FMisurataNIST
401.4484 nm13Sc IIemission3p6.3d.4s 1D → 3p6.3d.4p 3F*MisurataNIST
429.4767 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MisurataNIST
432.4996 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MisurataNIST
564.1001 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*MisurataNIST
565.8361 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*MisurataNIST
566.9042 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*MisurataNIST
687.4193 nm13Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GMisurataNIST
385.9595 nm12Sc IIemission3p6.3d.4p 1F* → 3p6.3d.5s 1DMisurataNIST
424.6822 nm12Sc IIemission3p6.3d.4s 1D → 3p6.3d.4p 1D*MisurataNIST
435.4598 nm12Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3F*MisurataNIST

Proprietà estese

Raggi covalenti (dati estesi)

Raggio covalente (Pyykkö)
148 pm
Raggio covalente (Pyykkö, legame doppio)
116 pm
Raggio covalente (Pyykkö, legame triplo)
114 pm

Raggi di van der Waals

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

Raggi atomici e metallici

Raggio atomico (Rahm)
263 pm
Raggio metallico (C12)
162 pm

Scale di numerazione

Mendeleev
11
Pettifor
20
Glawe
48

Scale di elettronegatività

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

Polarizzabilità e dispersione

Polarizzabilità dipolare
97 a.u.
Polarizzabilità dipolare (inc.)
10 a.u.
C₆
1383 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
1570 Ha·Bohr6

Affinità chimica

Affinità protonica
914 kJ/mol
Basicità in fase gassosa
892 kJ/mol

Parametri di Miedema

Volume molare di Miedema
15,03 cm3/mol
Densità elettronica di Miedema
2

Rischio di approvvigionamento ed economia

Concentrazione della produzione
97
Rischio relativo di approvvigionamento
10
Distribuzione delle riserve
50
Stabilità politica (principale produttore)
24
Stabilità politica (principale detentore di riserve)
24

Transizioni di fase e allotropi

Punto di fusione1814,15 K
Punto di ebollizione3109,15 K

Categorie degli stati di ossidazione

+3 main
+1 extended
+2 extended
0 extended

Dati di riferimento avanzati

Costanti di schermaggio (7)
nOrbitaleσ
1s0,5434
2p3,9454
2s6,4264
3d13,8801
3p11,5938
3s10,6602
4s16,3676
Dettaglio dei raggi cristallini (2)
CaricaCNSpinrcrystal (pm)Origine
3VI88,5from r^3 vs V plots,
3VIII101from r^3 vs V plots,
Modalità di decadimento degli isotopi (52)
IsotopoModalitàIntensità
35p—
36p—
37p—
38p—
39p100%
40B+100%
40B+p0,4%
40B+A0%
41B+100%
42B+100%
Fattori di diffusione dei raggi X (598)
Energia (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

Dati aggiuntivi

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.

Riferimenti (1)

Riferimenti

(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.

Nota sulla licenza: 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/

Nota sulla licenza: 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.

Ultimo aggiornamento:

Dati verificati:

I contenuti vengono verificati sulla base dei dati scientifici più recenti.