Sc 21

Scandium (Sc)

transition-metal
주기: 4 족: 3 블록: d

Solid

표준 원자량

44.955908 u

전자 배치

[Ar] 4s2 3d1

녹는점

1540.85 °C

끓는점

2835.85 °C

밀도

2990 kg/m³

산화 상태

0, +1, +2, +3

전기 음성도(Pauling)

1.36

제1 이온화 에너지

6.56149 eV

발견 연도

1879

원자 반지름

160 pm

상세 정보

이름의 유래 Latin: Scandia, Scandinavia.
발견 국가 Sweden
발견자 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.

이미지

특성

물리적 특성

원자 반지름(경험값)
160 pm 모든 원소의 원자 반지름(경험값) 비교 →
공유 결합 반지름
170 pm 모든 원소의 공유 결합 반지름 비교 →
반데르발스 반지름
211 pm 모든 원소의 반데르발스 반지름 비교 →
금속 반지름
144 pm 모든 원소의 금속 반지름 비교 →
밀도
2990 kg/m³ 모든 원소의 밀도 비교 →
몰 부피
0.015 L/mol
STP에서의 상
고체 모든 원소의 STP에서의 상 비교 →
녹는점
1540.85 °C 모든 원소의 녹는점 비교 →
끓는점
2835.85 °C 모든 원소의 끓는점 비교 →
열전도율
15.8 W/(m·K) 모든 원소의 열전도율 비교 →
비열
0.568 J/(g·K) 모든 원소의 비열 비교 →
몰 열용량
25.52 J/(mol·K) 모든 원소의 몰 열용량 비교 →
결정 구조
육방 조밀 충전 모든 원소의 결정 구조 비교 →

화학적 특성

전기 음성도(Pauling)
1.36 모든 원소의 전기 음성도(Pauling) 비교 →
전기 음성도(Allen)
1.19
전자 친화도
0.188 eV
제1 이온화 에너지
6.56149 eV 모든 원소의 제1 이온화 에너지 비교 →
제2 이온화 에너지
12.799814 eV 모든 원소의 제2 이온화 에너지 비교 →
제3 이온화 에너지
24.756924 eV 모든 원소의 제3 이온화 에너지 비교 →
제4 이온화 에너지
73.489653 eV 모든 원소의 제4 이온화 에너지 비교 →
제5 이온화 에너지
91.950317 eV 모든 원소의 제5 이온화 에너지 비교 →
산화 상태
0, +1, +2, +3 모든 원소의 산화 상태 비교 →
원자가 전자
3 모든 원소의 원자가 전자 비교 →
전자 배치
[Ar] 4s2 3d1

열역학적 특성

융해열
0.16582889 eV 모든 원소의 융해열 비교 →
기화열
3.256465 eV 모든 원소의 기화열 비교 →
승화열
3.923926 eV
원자화열
3.923926 eV
원자화 엔탈피
3.915635 eV

핵 특성

양성자 수
21 모든 원소의 양성자 수 비교 →
중성자 수
24 모든 원소의 중성자 수 비교 →
알려진 동위원소 수
29 모든 원소의 알려진 동위원소 수 비교 →
안정 동위원소 수
1 모든 원소의 안정 동위원소 수 비교 →
가장 안정한 동위원소
Sc-45
발견 연도
1879

존재비

존재비(지각)
22 mg/kg 모든 원소의 존재비(지각) 비교 →
존재비(해양)
6 × 10−7 mg/L 모든 원소의 존재비(해양) 비교 →

결정 구조

격자 상수 a
331 pm

전자 구조

전자껍질별 전자 수
2, 8, 9, 2 모든 원소의 전자껍질별 전자 수 비교 →

식별자

CAS 등록 번호
7440-20-2 모든 원소의 CAS 등록 번호 비교 →
항 기호
2D3/2
InChI
InChI=1S/Sc
InChI 키
SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N

전자 배치 측정값

이온 전하
양성자 21
전자 21
전하 중성
배치 Sc: 3d¹ 4s²
전자 배치
측정값
[Ar] 3d¹ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ 4s²
오비탈 도표
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
1/10 1↑
총 전자 수: 21 홀전자: 1 ?

원자 모형

양성자 21
중성자 24
전자 21
질량수 45
안정성 안정

동위원소에 따라 중성자 수, 질량, 안정성은 달라지지만, 중성 원자의 전자 배치는 달라지지 않습니다.

개략적인 원자 모형이며 실제 비율과 다릅니다.

원자 지문

방출 / 흡수 스펙트럼

25 / 50 (50 세기 정보가 있는 선 50개)
측정값
방출 가시광선: 380–750 nm

동위원소 분포

단일 동위원소 원소
자연적으로 존재하는 유일한 동위원소: 45 — 100.0000%
45100.0000%질량수천연 존재비(%)
질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기
45 안정44.95590828 ± 0.00000077100.0000%안정
측정값

상 / 상태

1 atm / 101.325 kPa
고체 25 °C (298.15 K)

이유: 녹는점(1540.85 °C)보다 1515.8 °C 낮음

녹는점 1540.85 °C
끓는점 2835.85 °C
녹는점 미달 온도 1515.8 °C
0 K 현재 온도: 25 °C 6000 K
상 변화 도표

개략도이며 실제 비율과 다름

고체
액체
기체
녹는점
끓는점
25°C
고체
액체
기체
현재

상전이점

녹는점 문헌값
1540.85 °C
끓는점 문헌값
2835.85 °C
현재 상 계산값
고체

전이 에너지

융해열 문헌값
0.16582889 eV

녹는점에서 1 mol을 녹이는 데 필요한 에너지

기화열 문헌값
3.256465 eV

끓는점에서 1 mol을 기화시키는 데 필요한 에너지

승화열 문헌값
3.923926 eV

승화점에서 1 mol을 승화시키는 데 필요한 에너지

밀도

기준 밀도 문헌값
2990 kg/m³

표준 조건에서

현재 밀도 계산값
2990 kg/m³

표준 조건에서

원자 스펙트럼

전체 21개 중 10개를 표시합니다. 이온 전하순으로 정렬되었습니다(오름차순).

보유 스펙트럼선 데이터 ?

이온전하총 스펙트럼선 수전이 확률준위 표기
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
NIST 보유 스펙트럼선 데이터 →

보유 에너지 준위 데이터 ?

이온전하준위
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
NIST 보유 에너지 준위 데이터 →
21 Sc 44.955908

Scandium — 원자 오비탈 시각화 도구

[Ar]4s23d1
에너지 준위 2 8 9 2
산화 상태 0, +1, +2, +3
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
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Three.js는 요청할 때만 불러옵니다
21 Sc 44.955908

Scandium — 결정 구조 시각화 도구

원시 육방 · 피어슨 기호 hP2
실험 기반
피어슨 기호 hP2
배위수 12
충전율 75.056%
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Three.js는 요청할 때만 불러옵니다

이온 반지름

전하배위스핀반지름
+36해당 없음74.5 pm
+38해당 없음87 pm

화합물

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

동위원소 (1)

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기붕괴 방식
45 안정44.95590828 ± 0.00000077100.0000%안정
stable
45 안정
원자 질량(u) 44.95590828 ± 0.00000077
천연 존재비 100.0000%
반감기 안정
붕괴 방식
stable

스펙트럼선

전체 946개 중 50개를 표시합니다. 기본적으로 세기가 측정된 스펙트럼선만 표시됩니다.

파장(nm)세기이온화 단계유형전이정확도출처
683.5026 nm640Sc Iemission3d2.(3P).4s 2P → 3d2.(3P).4p 2S*측정값NIST
681.9491 nm485Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).5s 2D측정값NIST
673.7872 nm465Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2G측정값NIST
673.945 nm360Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2G측정값NIST
681.7117 nm345Sc Iemission3d2.(3P).4s 2P → 3d2.(3P).4p 2S*측정값NIST
682.9509 nm335Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).5s 2D측정값NIST
406.8661 nm100Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.4f 2F*측정값NIST
744.9141 nm90Sc IIIemission3p6.5s 2S → 3p6.5p 2P*측정값NIST
406.121 nm80Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.4f 2F*측정값NIST
625.6013 nm80Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.5p 2P*측정값NIST
503.2072 nm60Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.5d 2D측정값NIST
630.7603 nm60Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.5p 2P*측정값NIST
499.2886 nm50Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.5d 2D측정값NIST
652.5571 nm40Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2D측정값NIST
671.4599 nm40Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 4D측정값NIST
655.7842 nm35Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d3 2D2측정값NIST
688.5119 nm27Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4G측정값NIST
716.9083 nm27Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2F측정값NIST
688.1012 nm26Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4G측정값NIST
662.0207 nm21Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d3 2F측정값NIST
713.8107 nm19Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2F측정값NIST
467.0407 nm18Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1F*측정값NIST
673.0754 nm18Sc Iemission3d2.(3F).4p 4D* → 4P측정값NIST
687.7343 nm18Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4G측정값NIST
431.4083 nm17Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*측정값NIST
503.1021 nm17Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1P*측정값NIST
680.4611 nm17Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4D측정값NIST
437.4457 nm16Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3F*측정값NIST
523.9813 nm16Sc IIemission3p6.4s2 1S → 3p6.3d.4p 1P*측정값NIST
552.679 nm16Sc IIemission3p6.3d2 1G → 3p6.3d.4p 1F*측정값NIST
430.5714 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*측정값NIST
432.0732 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*측정값NIST
478.0863 nm15Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.6s 2S측정값NIST
565.7896 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*측정값NIST
624.5637 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3D*측정값NIST
577.1538 nm14Sc IVemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5s 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2]측정값NIST
637.0486 nm14Sc IIemission3p6.3d.4d 1F → 3p6.3d.4f 1G*측정값NIST
660.4601 nm14Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1D*측정값NIST
680.3677 nm14Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2G측정값NIST
725.7589 nm14Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d.(2D).4p2.(3P) 4F측정값NIST
401.4484 nm13Sc IIemission3p6.3d.4s 1D → 3p6.3d.4p 3F*측정값NIST
429.4767 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*측정값NIST
432.4996 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*측정값NIST
564.1001 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*측정값NIST
565.8361 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*측정값NIST
566.9042 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*측정값NIST
687.4193 nm13Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4G측정값NIST
385.9595 nm12Sc IIemission3p6.3d.4p 1F* → 3p6.3d.5s 1D측정값NIST
424.6822 nm12Sc IIemission3p6.3d.4s 1D → 3p6.3d.4p 1D*측정값NIST
435.4598 nm12Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3F*측정값NIST

확장 특성

공유 결합 반지름(확장)

공유 결합 반지름(Pyykkö)
148 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 이중 결합)
116 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 삼중 결합)
114 pm

반데르발스 반지름

Batsanov
230 pm
Alvarez
258 pm
UFF
329.5 pm
MM3
261 pm

원자 및 금속 반지름

원자 반지름(Rahm)
263 pm
금속 반지름(C12)
162 pm

번호 척도

Mendeleev
11
Pettifor
20
Glawe
48

전기 음성도 척도

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

분극률 및 분산

쌍극자 분극률
97 a.u.
쌍극자 분극률(불확도)
10 a.u.
C₆
1383 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
1570 Ha·Bohr6

화학 친화력

양성자 친화도
914 kJ/mol
기체상 염기성
892 kJ/mol

미데마 매개변수

미데마 몰 부피
15.03 cm3/mol
미데마 전자 밀도
2

공급 위험 및 경제성

생산 집중도
97
상대적 공급 위험
10
매장량 분포
50
정치적 안정성(최대 생산국)
24
정치적 안정성(최대 매장국)
24

상전이 및 동소체

녹는점1814.15 K
끓는점3109.15 K

산화 상태 분류

+3 main
+1 extended
+2 extended
0 extended

심화 참고 데이터

차폐 상수 (7)
n오비탈σ
1s0.5434
2p3.9454
2s6.4264
3d13.8801
3p11.5938
3s10.6602
4s16.3676
결정 반지름 상세 정보 (2)
전하CN스핀rcrystal (pm)기원
3VI88.5from r^3 vs V plots,
3VIII101from r^3 vs V plots,
동위원소 붕괴 방식 (52)
동위원소모드세기
35p—
36p—
37p—
38p—
39p100%
40B+100%
40B+p0.4%
40B+A0%
41B+100%
42B+100%
X선 산란 인자 (598)
에너지 (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

추가 데이터

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.

참고 문헌 (1)

참고 문헌

(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.

라이선스 안내: 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/

라이선스 안내: 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.

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