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Scandium


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Scandium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Sc und der Ordnungszahl 21. Das weiche silberweisse Übergangsmetall wird zusammen mit Yttrium auch den Erden zugerechnet.
Eigenschaften
Calcium - Scandium - Titan_(Element)
Sc
Y   
 
 
Allgemein
Name Symbol Ordnungszahl Scandium Sc 21
Serie Übergangsmetalle
Gruppe Periode Block 3 4 d
Dichte Mohshärte 2985 kg/m 3 k.A.
Aussehen silbrig weiß
Atomar
Atomgewicht 44.955910 amu
Atomradius (berechnet) 160 (184) pm
Kovalenter Radius 144 pm
van der Waals-Radius k.A.
Elektronenkonfiguration [Ar]3d 1 4 s 2
e - 's pro Energieniveau 2 8 9 2
Oxidationszustände ( Oxid ) 3 (schwach basisch )
Kristallstruktur hexagonal
Physikalisch
Aggregatzustand ( Magnetismus ) fest ( __ )
Schmelzpunkt 1814 K (1541° C )
Siedepunkt 3103 K (2830°C)
Molares Volumen 15.00 × 10 -3 m 3 /mol
Verdampfungswärme 314.2 kJ/mol
Schmelzwärme 14.1 kJ/mol
Dampfdruck 22.1 Pa bei 1812 K
Schallgeschwindigkeit k.A. m/s bei 293.15 K
Verschiedenes
Elektronegativität 1.36 ( Pauling-Skala )
Spezifische Wärmekapazität 568 J/(kg*K)
Elektrische Leitfähigkeit 1.77 10 6 /m Ohm
Wärmeleitfähigkeit 15.8 W/(m*K)
1. Ionisierungsenergie 633.1 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1235.0 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2388.6 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 7090.6 kJ/mol
5. Ionisierungsenergie 8843 kJ/mol
6. Ionisierungsenergie 10679 kJ/mol
7. Ionisierungsenergie 13310 kJ/mol
8. Ionisierungsenergie 15250 kJ/mol
9. Ionisierungsenergie 17370 kJ/mol
10. Ionisierungsenergie 21726 kJ/mol
Stabilste Isotope
Isotop NH t 1/2 ZM ZE M eV ZP
45 Sc 100% Sc ist stabil mit 24 Neutronen
46 Sc {syn.} 83.79 Tags β - 2.367 46 Ti
NMR-Eigenschaften
45 Sc
Kernspin 7/2
gamma 6.499e7 rad / T
Empfindlichkeit 0.301
Larmorfrequenz bei B="4".7 T 48.6 M Hz
SI -Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt
sofern nicht anders angegeben.

Inhaltsverzeichnis

Bemerkenswerte Eigenschaften

Aufgrund seiner Dichte zählt Scandium zu Leichtmetallen. An Luft wird es matt es sich eine schützende gelbliche Oxidschicht. Scandium reagiert verdünnten Säuren unter Bildung von Wasserstoff und Kationen. In Wasserdampf erfolgt ab 600°C Umsetzung Scandiumoxid Sc 2 O 3 . In wässrigen Lösungen verhalten sich Sc-Kationen wie Aluminium was bei analytischen Trennungen oftmals bereitet.
In einer Mischung aus H N O 3 and 48% H F soll es beständig sein.

Abbildungen

[1]

Anwendungen

Seine Hauptanwendung findet Scandium als Scandiumiodid Hochleistungs-Hochdruck-Quecksilberdampflampen z.B. zur Stadiumbeleuchtung. Zusammen mit Holmium und Dysprosium entsteht ein dem Tageslicht ähnliches Licht. wird auch zur Herstellung von Laserkristallen verwendet.
Magnetischen Datenspeichern wird Sandiumoxid zur Erhöhng Ummagnetisierungsgeschwindigkeit zugesetzt.
Als Legierungszusatz zeigt Scandium gefügestabilisierende und Effekte. Eine Aluminium-Lithiumlegierung mit geringem Scandiumzusatz wird Herstellung einiger Bauteile in russischen Kampfflugzeugen verwendet.

Geschichte

Scandium (lat. Scandia für Skandinavien) wurde 1879 von Lars Fredrick Nilson entdeckt. Aus kg Euxenit und Gadolinit isolierte er ein mit bisher unbekannten Eigenschaften. Das von ihm neue Element nannte er zu Ehren seiner Scandium.
Schon 1869 sagte Dmitri Iwanowitsch Mendelejew ein Element Eka-Bor mit der Ordnungszahl voraus. Erst Per Teodor Cleve erkannte später Identität des Scandiums mit dem Eka-Bor.
Reines Scandium wurde erstmals 1937 elektrolytisch aus einer eutektischen Schmelze aus Lithium- und Scandiumchlorid bei 700 to 800° hergestellt.

Quellen

Scandium gehört zu den seltenen Elementen. kommt es natürlich nicht vor. Nur in seltenen Mineralien findet man es in angereicherter
  • Thortveitit (Sc Y) 2 Si 3 O 7
  • Euxenit
  • Gadolinit
  • Scandium-Ixiolit (Ta Nb Sn Mn Fe Sc) 2 O 4
  • Bazzit (Sc Fe) 2 Be 3 Si 6 O 18
  • Kolbekit Sc(PO 4 )*H 2 O

Scandium findet sich in geringer Konzentration über 800 Mineralien. Es ist daher auch Erzkonzentraten der Übergangsmetalle als "Verunreinigung" enthalten. Hierzu russische und chinesishe Wolframit- und Tantalitkonzentrate. Auch der Aufbereitung uranhaltiger Erze fallen Scandiumverbindungen an.
Die blaue Färbung des Aquamarins einer Spielart Berylls soll durch Sc 3+ Ionen verursacht werden.

Herstellung

Als Ausgangsstoff dient hauptsächlich Thortveitit das mehreren Verfahrensschritten zum Scandiumoxid aufbereitet wird. Metallisches wird anschliessend durch Umsetzung zum Fluorid und mit Calcium erzeugt.

Verbindungen

Scandiumoxid
Scandiumcarbid
Scandiumiodid

Vorsichtsmaßnahmen

Scandiumpulver ist brennbar und daher als einzustufen.

Weblinks



Bücher zum Thema Scandium

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