Skand

Skand
	wapń ← skand → tytan
	Wygląd
	srebrzystobiały
	; Widmo emisyjne skandu
	Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	skand, Sc, 21; (łac. scandium)
Grupa, okres, blok	3, 4, d
Stopień utlenienia	I, II, III
Właściwości metaliczne	metal przejściowy
Właściwości tlenków	słabo zasadowe
Masa atomowa	44,956 ± 0,001
Stan skupienia	stały
Gęstość	2989 kg/m³
Temperatura topnienia	1541 °C
Temperatura wrzenia	2836 °C
Numer CAS	7440-20-2
PubChem	23952
Właściwości atomowe
Promień; • atomowy; • walencyjny	; 160 (obl. 184) pm; 144 pm
Konfiguracja elektronowa	[Ar]3d14s2
Zapełnienie powłok	2, 8, 9, 2; (wizualizacja powłok)
Elektroujemność; • w skali Paulinga; • w skali Allreda	; 1,36; 1,20
Potencjały jonizacyjne	I 633,1 kJ/mol; II 1235 kJ/mol; III 2388,6 kJ/mol
Właściwości fizyczne
Ciepło parowania	314,2 kJ/mol
Ciepło topnienia	14,1 kJ/mol
Ciśnienie pary nasyconej	22,1 Pa (1812 K)
Konduktywność	1,77×106 S/m
Ciepło właściwe	568 J/(kg·K)
Przewodność cieplna	15,8 W/(m·K)
Układ krystalograficzny	heksagonalny
Objętość molowa	15,00×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy
Niebezpieczeństwa
	Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-02]
	Globalnie zharmonizowany system; klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
	Na podstawie podanej karty charakterystyki
Niebezpieczeństwo
Zwroty H	H228
Zwroty P	P210
	NFPA 704
Na podstawie; podanego źródła	0 0 3
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
	Multimedia w Wikimedia Commons
	Hasło w Wikisłowniku

Skand (Sc, łac. scandium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych. Srebrzystobiały metal^[6] o gęstości 2,989 g/cm³^[1].

Izotopy

Znanych jest 25 izotopów skandu z zakresu mas 36–61^[7]. W naturze występuje jedyny trwały izotop 45. Izotopy 59, 60 i 61 rozpadają się po co najmniej 360 nanosekundach, izotop 39 w mniej niż 300 nanosekund. Czas rozpadu pozostałych izotopów wynosi od 83,79 dnia (izotop 46) po 12 milisekund (izotop 58)^[8].

Występowanie

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości ok. 25 ppm (czyli jest go niewiele mniej niż kobaltu), jednak jest bardzo rozproszony. Jedynym minerałem o dużej zawartości skandu jest tortweityt (Sc
2Si
2O
7), występujący w Norwegii. Zawiera on 35–40% (a nawet do 45%^[9]) Sc
2O
3^[10]. Naturalne złoża skandu znajdują się w Australii, Chinach, Kazachstanie, Rosji, na Ukrainie, w USA i na Madagaskarze^[6].

W wodzie występuje w ilości 0,000004 ppm, w zwierzętach lądowych 0,00006 ppm, u ssaków głównie w kościach i sercu. Jest niezbędny do rozwoju dwóch organizmów, kropidlaka czarnego (Aspergillus niger) oraz Cercospora granati. U pacjentów z rakiem stwierdzono obniżone stężenie skandu we włosach (0,006 ± 0,004 μg/g, u zdrowych ludzi – 0,07 ± 0,07 μg/g)^[11].

Został odkryty w 1879 roku przez szwedzkiego chemika Larsa Fredrika Nilsona w Uppsali. W 1869 jego istnienie przewidział Dymitr Mendelejew na podstawie luki w układzie okresowym, szacując masę atomową na do 45 u^[9].

Otrzymywanie

Ze względu na rzadkość występowania, tortweityt nie jest istotnym źródłem skandu na skalę przemysłową. Jest on pozyskiwany głównie jako produkt uboczny podczas otrzymywania wolframu i przerobu rud uranu, w których znajduje się ok. 0,2‰ Sc
2O
3^[10].

Metaliczny skand otrzymywany jest z Sc
2O
3, który ogrzewa się do temperatury 600 °C z fluorowodorem, w wyniku czego powstaje fluorek skandu(III) oraz tlen i wodór. Uzyskany fluorek redukuje się wapniem:

2ScF
3 + 3Ca → 3CaF
2 + 2Sc

Surowy skand oczyszcza się w warunkach próżniowych w temperaturze 1650–2000 °C. W temperaturze 700–800 °C usuwane są halogenki sodu, potasu i pozostałe halogenki skandu.^[6].

Uwagi

↑ Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 44,955907 ± 0,000004. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.

Przypisy

↑ ^a ^b ^c David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-32, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
↑ Scandium (nr 261262) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
↑ R.E.R.E. Smith R.E.R.E., Gaydon AlfredG.A. Gordon Gaydon AlfredG.A., Diatomic hydride and deuteride spectra of the second row transition metals, „Proceedings of the Royal Society of London. A. Mathematical and Physical Sciences”, 332 (1588), 1973, s. 113–127, DOI: 10.1098/rspa.1973.0015 (ang.).
↑ Joseph C.J.C. McGuire Joseph C.J.C., Charles P.Ch.P. Kempter Charles P.Ch.P., Preparation and Properties of Scandium Dihydride, „The Journal of Chemical Physics”, 33 (5), 1960, s. 1584–1585, DOI: 10.1063/1.1731452 (ang.).
↑ ThomasT. Prohaska ThomasT. i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
↑ ^a ^b ^c Oleg D. Neikov, Stanislav Naboychenko, Irina B. Mourachova, Victor G. Gopienko, Irina V. Frishberg, Dina V. Lotsko: Handbook of Non-Ferrous Metal Powders. 2009, s. 524–527.
↑ Audi, G., Bersillon, O., Blachot, J., Wapstra, A.H. The Nubase evaluation of nuclear and decay properties. „Nuclear Physics A”. 729 (1), s. 3–128, 2003. DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (ang.).
↑ Isotopes of the Element Scandium [online], Jefferson Lab [dostęp 2013-09-09] .
↑ ^a ^b Roy Kristiansen. Scandium – mineraler. „Stein”, s. 14–23, 2003. Norske Amatørgeologers Sammenslutning. (norw.).
↑ ^a ^b N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemistry of the elements. Oxford; New York: Pergamon Press, 1984, s. 945. ISBN 0-08-022057-6.
↑ Scandium (Sc) – General Discussion [online], DC Nutrition [dostęp 2019-07-13] .

[6] Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 44,955907 ± 0,000004. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.

[CRC-1] David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-32, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).

[Aldrich-US-2] Scandium (nr 261262) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)

[Smith-3] R.E.R.E. Smith R.E.R.E., Gaydon AlfredG.A. Gordon Gaydon AlfredG.A., Diatomic hydride and deuteride spectra of the second row transition metals, „Proceedings of the Royal Society of London. A. Mathematical and Physical Sciences”, 332 (1588), 1973, s. 113–127, DOI: 10.1098/rspa.1973.0015 (ang.).

[McGuire-4] Joseph C.J.C. McGuire Joseph C.J.C., Charles P.Ch.P. Kempter Charles P.Ch.P., Preparation and Properties of Scandium Dihydride, „The Journal of Chemical Physics”, 33 (5), 1960, s. 1584–1585, DOI: 10.1063/1.1731452 (ang.).

[CIAAW-5] ThomasT. Prohaska ThomasT. i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).

[ks-7] Oleg D. Neikov, Stanislav Naboychenko, Irina B. Mourachova, Victor G. Gopienko, Irina V. Frishberg, Dina V. Lotsko: Handbook of Non-Ferrous Metal Powders. 2009, s. 524–527.

[Audi2003-8] Audi, G., Bersillon, O., Blachot, J., Wapstra, A.H. The Nubase evaluation of nuclear and decay properties. „Nuclear Physics A”. 729 (1), s. 3–128, 2003. DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (ang.).

[jlab-9] Isotopes of the Element Scandium [online], Jefferson Lab [dostęp 2013-09-09] .

[pdfno-10] Roy Kristiansen. Scandium – mineraler. „Stein”, s. 14–23, 2003. Norske Amatørgeologers Sammenslutning. (norw.).

[Greenwood-11] N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemistry of the elements. Oxford; New York: Pergamon Press, 1984, s. 945. ISBN 0-08-022057-6.

[nutr-12] Scandium (Sc) – General Discussion [online], DC Nutrition [dostęp 2019-07-13] .

[13] Alternatywnie do skandowców zalicza się często nie lutet i lorens, lecz lantan, aktyn oraz hipotetyczny unbiun.

[14] Budowa 8. okresu jest przedmiotem badań teoretycznych i dokładne umiejscowienie pierwiastków tego okresu w ramach układu okresowego jest niepewne.

[3]

[4]

[5]

[a]

[1]

[2]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[i]

[ii]