Скандий

Скандий — химический элемент с символом S и порядковым номером в Периодической системе 21.

Общее описание

Серебристо-белый металл, относится к группе переходных металлов, он иногда классифицируется как редкоземельный элемент вместе с иттрием и лантаноидами. Плотность 3,020; t_плав 1541 ^оС; t_кип 2850 ^оС. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Sc с гексагональной решеткой типа магния, β-Sc с кубической объемноцентрированной решеткой, температура перехода α↔β 1336 °C.

Он был открыт в 1879 году с помощью спектрального анализа минералов эвксенита и гадолинита из Скандинавии.

Скандий присутствует в большинстве минералов редкоземельных элементов и урана, но его добывают из этих руд только на нескольких заводах по всему миру. Из-за низкой доступности и сложности в получении металлического скандия, который впервые был выделен в 1937 году, только в 1970-х годах он стал иметь промышленное значение. Положительный эффект от легирования скандием алюминиевых сплавов был открыт в 1970-х годах, и его использование в таких сплавах остается его единственным значительным использованием.

Свойства соединений скандия являются промежуточными между свойствами алюминия и иттрия. Есть некоторые параллели между поведением магния и скандия, так же как между бериллием и алюминием. В химических соединениях элемент скандий проявляет валентность +3.

Распространение

По распространенности среди элементов в земной коре (кларк), скандий не является очень редким. Его кларк — примерно от 18 до 25 ppm, что сопоставимо с распространенностью кобальта (20-30 ppm).

Более 100 минералов содержат от 0,001 до 0,6 % Sc₂O₃.

Изотопы

В природе скандий содержится исключительно в виде изотопа ⁴⁵Sc, что спин ядра 7/2. Тринадцать радиоизотопов было описано, наиболее стабильный из которых ⁴⁶Sc с периодом полураспада 83,8 суток, ⁴⁷Sc с периодом полураспада 3,35 суток, и ⁴⁸Sc с периодом полураспада 43,7 часов. Все остальные радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 4 часов, большинство — менее чем 2 минуты. Этот элемент имеет также пять ядерных изомеров наиболее стабильный из которых ^44mSc (t_½ = 58,6 h).

Изотопы скандия в диапазоне атомных масс ³⁶Sc — ⁶⁰Sc. Основным путем распада изотопов с массой менее чем e природного стабильного изотопа ⁴⁵Sc, является K-захват, а основным видом распада изотопов тяжелее 45-го является бета-распад. Обычно, продуктом разложения изотопов с весом меньше ⁴⁵Sc являются изотопы кальция, а продуктом разложения изотопов с весом больше ⁴⁵Sc являются изотопы титана.