← К таблице
Sc 21

Скандий (Sc)

Переходный металл
Период: 4 Группа: 3 Блок: s

Твёрдое тело

Стандартный атомный вес

44.955908 u

Электронная конфигурация

[Ar] 4s2 3d1

Температура плавления

1540.85 °C (1814 K)

Температура кипения

2835.85 °C (3109 K)

Плотность

2990 kg/m³

Степени окисления

0, +1, +2, +3

Электроотрицательность (Полинг)

1.36

Энергия ионизации (1-я)

Год открытия

1879

Атомный радиус

160 pm

Дополнительно

Происхождение названия Латинское: Scandia, Скандинавия.
Страна открытия Швеция
Первооткрыватели Ларс Нильсон

Скандий — легкий переходный металл, химия которого определяется степенью окисления +3. Он химически подобен иттрию и лантаноидам, но малый ионный радиус придает ему некоторые отличительные координационные свойства. Элемент широко рассеян в минералах и редко встречается в богатых, легко разрабатываемых рудах. Его технологическое значение сосредоточено скорее в специальных алюминиевых сплавах, источниках высокоинтенсивного света и исследовательских материалах, чем в массовом использовании металла.

Скандий — серебристо-белый металл, который при воздействии воздуха приобретает слегка желтоватый или розоватый оттенок. Относительно мягкий элемент, скандий больше похож на иттрий и редкоземельные металлы, чем на алюминий или титан.

Это очень лёгкий металл и имеет гораздо более высокую температуру плавления, чем алюминий, что представляет интерес для конструкторов космической техники. Скандий не разрушается смесью HNO3 и 48% HF в соотношении 1:1.

Химически он является одним из щёлочноземельных элементов; он легко образует белую нитридную плёнку на воздухе, реагирует с водой, горит жёлто-красным пламенем.

Название происходит от латинского scandia — Скандинавия, где был найден минерал. Он был открыт шведским химиком Ларсом-Фредриком Нильсоном в 1879 году в образце иттербия. В том же году шведский химик Пер Теодор Клеве доказал, что скандий был предсказанным Менделеевым «эка-бором».

Скандий был открыт Ларсом Фредриком Нильсоном, шведским химиком, в 1879 году при попытке получить образец чистой иттербии из 10 килограммов минерала эвксенита ((Y, Ca, Er, La, Ce, U, Th)(Nb, Ta, Ti)2O6). Скандий можно получить из минералов тортвейтита ((Sc, Y)2Si2O7), бяззита (Be3(Sc, Al)2Si6O18) и викиита, но обычно его получают как побочный продукт переработки урана. Металлический скандий впервые был получен в 1937 году, а первый фунт (0,45 кг) чистого скандия был получен в 1960 году. Скандий — мягкий, легкий металл, который может найти применение в аэрокосмической промышленности. При стоимости 270 долларов за грамм (122 500 долларов за фунт) скандий слишком дорог для широкого использования.

От латинского слова Scandia — Скандинавия. На основе Периодической системы Менделеев предсказал существование экабора, который должен был иметь атомную массу между 40 у кальция и 48 у титана. Элемент был открыт Нильсоном в 1878 году в минералах эвксените и гадолините, которые до того момента не были найдены нигде, кроме Скандинавии. Обрабатывая 10 кг эвксенита и других остатков редкоземельных минералов, Нильсон смог получить около 2 г высокочистого оксида скандия. Позднее ученые указали, что скандий Нильсона идентичен экабару Менделеева.

Читать про Скандий на Википедии

Изображения

Свойства

Физические

Атомный радиус (эмпир.) 160 pm
Ковалентный радиус 170 pm
Радиус Ван-дер-Ваальса 211 pm
Металлический радиус 144 pm
Плотность
Молярный объём 0.015 L/mol
Агрегатное состояние (НУ) solid
Температура плавления 1540.85 °C
Температура кипения 2835.85 °C
Теплопроводность 15.8 Вт/(м·К)
Удельная теплоёмкость 0.568 Дж/(г·К)
Молярная теплоёмкость 25.52 Дж/(моль·К)
Кристаллическая структура hcp

Химические

Электроотрицательность (Полинг) 1.36
Электроотрицательность (Аллен) 1.19
Сродство к электрону
Энергия ионизации (1-я)
Энергия ионизации (2-я)
Энергия ионизации (3-я)
Энергия ионизации (4-я)
Энергия ионизации (5-я)
Степени окисления 0, +1, +2, +3
Валентные электроны 3
Электронная конфигурация
Электронная конфигурация (сокр.)

Термодинамические

Теплота плавления 0.16582889 eV
Теплота парообразования 3.256465 eV
Теплота возгонки 3.923926 eV
Теплота атомизации 3.923926 eV
Энтальпия атомизации

Ядерные

Стабильные изотопы 1
Год открытия 1879

Распространённость

Распространённость (земная кора) 22 мг/кг
Распространённость (океан)

Реакционная способность

N/A

Кристаллическая структура

Параметр решётки a 331 pm

Электронная структура

Электронов на оболочке 2, 8, 9, 2

Идентификаторы

Номер CAS 7440-20-2
Термный символ
InChI InChI=1S/Sc
InChI Key SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N

Электронная конфигурация Measured

Заряд иона
Протоны 21
Электроны 21
Заряд Neutral
Конфигурация Sc: 3d¹ 4s²
Electron configuration
Measured
[Ar] 3d¹ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ 4s²
Orbital diagram
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
1/10 1↑
Всего электронов: 21 Неспаренных: 1 ?

Модель атома

Protons 21
Neutrons 24
Electrons 21
Mass number 45
Stability Стабильный

Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.

Схематическая модель атома, не в масштабе.

Атомный отпечаток

Спектр испускания / поглощения

25 / 50 (50 with intensity)
Measured
Испускание Видимый: 380–750 нм
Источник: NIST Atomic Spectra Database Длины волн в воздухе

Распределение изотопов

Моноизотопный элемент
Единственный природный изотоп: 45 — 100.0000%
45100.0000%Массовое числоПриродная распространённость (%)
Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспада
45 Стабильный44,95590828 ± 0,00000077100.0000%Стабильный
Measured

Фазовое состояние

1 атм / 101,325 кПа
Твёрдое 25 °C (298.15 K)

Причина: на 1515.8 °C ниже точки плавления (1540.85 °C)

Температура плавления 1540.85 °C
Температура кипения 2835.85 °C
Ниже точки плавления на 1515.8 °C
0 K Текущая температура: 25 °C 6000 K
Шкала фаз

Схематично, не в масштабе

Solid
Liquid
Gas
Melting
Boiling
25°C
Твёрдое
Жидкое
Газообразное
Текущая

Точки фазовых переходов

Температура плавления Literature
1540.85 °C
Температура кипения Literature
2835.85 °C
Текущая фаза Calculated
Твёрдое

Энергии переходов

Теплота плавления Literature
0.16582889 eV

Энергия для плавления 1 моля при tплав

Теплота испарения Literature
3.256465 eV

Энергия для испарения 1 моля при tкип

Теплота возгонки Literature
3.923926 eV

Энергия для возгонки 1 моля при tвозг

Плотность

Справочная плотность Literature
2990 kg/m³

При нормальных условиях

Текущая плотность Calculated
2990 kg/m³

При нормальных условиях

Атомные спектры

Показано 10 из 21 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).

Состав спектральных линий ?

IonЗарядTotal linesTransition probabilitiesLevel designations
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 Lines Holdings →

Состав энергетических уровней ?

IonЗарядLevels
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 Levels Holdings →
21 Sc 44.955908

Scandium — Визуализатор атомных орбиталей

[Ar]4s23d1
Уровни энергии 2 8 9 2
Степени окисления 0, +1, +2, +3
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Scandium — превью визуализатора атомных орбиталей
Three.js загружается только по запросу
21 Sc 44.955908

Scandium — Визуализатор кристаллической структуры

Primitive Hexagonal · Pearson hP2
Экспериментальные
Pearson hP2
Коорд. № 12
Упаковка 75.056%
Scandium — превью визуализатора кристаллической решётки
Three.js загружается только по запросу

Ионные радиусы

ЗарядКоординацияСпинРадиус
+36N/A74.5 пм
+38N/A87 пм

Соединения

Sc
44.956 а.е.м.
Sc
45.955 а.е.м.
Sc
46.952 а.е.м.
Sc
43.959 а.е.м.
Sc
48.950 а.е.м.
Sc
42.961 а.е.м.
Sc
47.952 а.е.м.
Sc+3
44.956 а.е.м.
Sc
44.956 а.е.м.

Изотопы (1)

Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспадаРежим распада
45 Стабильный44,95590828 ± 0,00000077100.0000%Стабильный
stable
45 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 44,95590828 ± 0,00000077
Природная распространённость 100.0000%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable

Спектральные линии

Показано 50 из 946 Спектральные линии. По умолчанию показаны только спектральные линии с измеренной интенсивностью.

Длина волны (нм)ИнтенсивностьСтадия ионизацииТипПереходТочностьИсточник
683.5026 нм640Sc Iemission3d2.(3P).4s 2P → 3d2.(3P).4p 2S*ИзмереноNIST
681.9491 нм485Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).5s 2DИзмереноNIST
673.7872 нм465Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2GИзмереноNIST
673.945 нм360Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2GИзмереноNIST
681.7117 нм345Sc Iemission3d2.(3P).4s 2P → 3d2.(3P).4p 2S*ИзмереноNIST
682.9509 нм335Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).5s 2DИзмереноNIST
406.8661 нм100Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.4f 2F*ИзмереноNIST
744.9141 нм90Sc IIIemission3p6.5s 2S → 3p6.5p 2P*ИзмереноNIST
406.121 нм80Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.4f 2F*ИзмереноNIST
625.6013 нм80Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.5p 2P*ИзмереноNIST
503.2072 нм60Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.5d 2DИзмереноNIST
630.7603 нм60Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.5p 2P*ИзмереноNIST
499.2886 нм50Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.5d 2DИзмереноNIST
652.5571 нм40Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2DИзмереноNIST
671.4599 нм40Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 4DИзмереноNIST
655.7842 нм35Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d3 2D2ИзмереноNIST
688.5119 нм27Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GИзмереноNIST
716.9083 нм27Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2FИзмереноNIST
688.1012 нм26Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GИзмереноNIST
662.0207 нм21Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d3 2FИзмереноNIST
713.8107 нм19Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2FИзмереноNIST
467.0407 нм18Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1F*ИзмереноNIST
673.0754 нм18Sc Iemission3d2.(3F).4p 4D* → 4PИзмереноNIST
687.7343 нм18Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GИзмереноNIST
431.4083 нм17Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*ИзмереноNIST
503.1021 нм17Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1P*ИзмереноNIST
680.4611 нм17Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4DИзмереноNIST
437.4457 нм16Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3F*ИзмереноNIST
523.9813 нм16Sc IIemission3p6.4s2 1S → 3p6.3d.4p 1P*ИзмереноNIST
552.679 нм16Sc IIemission3p6.3d2 1G → 3p6.3d.4p 1F*ИзмереноNIST
430.5714 нм15Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*ИзмереноNIST
432.0732 нм15Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*ИзмереноNIST
478.0863 нм15Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.6s 2SИзмереноNIST
565.7896 нм15Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*ИзмереноNIST
624.5637 нм15Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3D*ИзмереноNIST
577.1538 нм14Sc IVemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5s 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2]ИзмереноNIST
637.0486 нм14Sc IIemission3p6.3d.4d 1F → 3p6.3d.4f 1G*ИзмереноNIST
660.4601 нм14Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1D*ИзмереноNIST
680.3677 нм14Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2GИзмереноNIST
725.7589 нм14Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d.(2D).4p2.(3P) 4FИзмереноNIST
401.4484 нм13Sc IIemission3p6.3d.4s 1D → 3p6.3d.4p 3F*ИзмереноNIST
429.4767 нм13Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*ИзмереноNIST
432.4996 нм13Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*ИзмереноNIST
564.1001 нм13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*ИзмереноNIST
565.8361 нм13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*ИзмереноNIST
566.9042 нм13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*ИзмереноNIST
687.4193 нм13Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GИзмереноNIST
385.9595 нм12Sc IIemission3p6.3d.4p 1F* → 3p6.3d.5s 1DИзмереноNIST
424.6822 нм12Sc IIemission3p6.3d.4s 1D → 3p6.3d.4p 1D*ИзмереноNIST
435.4598 нм12Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3F*ИзмереноNIST

Расширенные свойства

Ковалентные радиусы (расш.)

Ковалентный радиус (Пюккё)  
Ковалентный радиус (Пюккё, двойная связь)  
Ковалентный радиус (Пюккё, тройная связь)  

Радиусы Ван-дер-Ваальса

Batsanov  
Alvarez  
UFF  
MM3  

Атомные и металлические радиусы

Атомный радиус (Рам)  
Металлический радиус (C12)  

Шкалы нумерации

Mendeleev
Pettifor
Glawe

Шкалы электроотрицательности

Ghosh
Miedema
Gunnarsson–Lundqvist
Robles–Bartolotti

Поляризуемость и дисперсия

Дипольная поляризуемость  
Дипольная поляризуемость (погр.)  
C₆  
C₆ (Gould–Bučko)  

Химическое сродство

Сродство к протону  
Основность в газовой фазе  

Параметры Мидемы

Молярный объём Мидемы  
Электронная плотность Мидемы

Риск поставок и экономика

Концентрация производства
Относительный риск поставок
Распределение запасов
Политическая стабильность (топ-производитель)
Политическая стабильность (топ-запасы)

Фазовые переходы и аллотропы

Температура плавления1814.15 K
Температура кипения3109.15 K

Категории степеней окисления

+3 main
+1 extended
+2 extended
0 extended

Расширенные справочные данные

Константы экранирования (7)
nОрбитальσ
1s0.5434
2p3.9454
2s6.4264
3d13.8801
3p11.5938
3s10.6602
4s16.3676
Детализация кристаллических радиусов (2)
ЗарядCNСпинrcrystal (pm)Источник
3VI88.5from r^3 vs V plots,
3VIII101from r^3 vs V plots,
Режимы распада изотопов (52)
ИзотопРежимИнтенсивность
35p—
36p—
37p—
38p—
39p100%
40B+100%
40B+p0.4%
40B+A0%
41B+100%
42B+100%
Факторы рассеяния X‑лучей (598)
Энергия (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

Дополнительные данные

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.

Источники (1)

Источники

(9)
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.

Посетить источник Лицензия
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.

Посетить источник Лицензия
Примечание к лицензии: 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/

Посетить источник Лицензия
Примечание к лицензии: 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.

Посетить источник Лицензия
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

Посетить источник Лицензия
8 PubChem Elements
Scandium

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

Лицензия
9 PubChem Elements
Scandium

The element property data was retrieved from publications.

Лицензия

Последнее обновление:

Данные проверены:

Содержимое проверено на основе последних научных данных.