Скандиум: Разлика помеѓу преработките
[проверена преработка] | [проверена преработка] |
Избришана содржина Додадена содржина
изменета категоризација |
с clean up, replaced: language=German → language=de (2) using AWB |
||
Ред 1:
{{Инфокутија скандиум}}
'''Скандиум''' е [[хемиски елемент]] со симбол '''Sc''' и [[атомски број]] 21. Сребрено-бел метален [[Блок (периоден систем)|д-блок елемент]] , историски е класифициран како [[Rare-earth element|редок елемент]],
Скандиумот е присутен во повеќето депозити на ретки и [[ураниум]] соединенија, но се извлекува од овие руди во само неколку рудници низ целиот свет. Поради ниската достапност и тешкотиите при подготовката на метален скандиум, првпат направена во 1937, примените за скандиум не беа развиени до 1970-тите. Позитивните ефекти на скандиумот врз алуминиумските легури биле откриени во 1970-тите, а неговата употреба во такви легури останува неговата единствена главна примена. Глобалната трговија со скандиум оксид е околу 10 [[Тона|тони]] годишно.
Својствата на соединенијата на скандиум се нешто меѓу оние од [[алуминиум]] и [[итриум]] . Постои [[Diagonal relationship|дијагонална врска]] помеѓу однесувањето на [[магнезиум]] и скандиум, исто како што постои помеѓу [[берилиум]] и [[алуминиум]]. Во хемиските соединенија на елементите oд група 3, доминантната [[Оксидационен број|оксидациона состојба]] е +3.
== Својства ==
=== Хемиски карактеристики ===
Скандиум е мек метал со сребрен изглед. Развива слабо-жолтеникава или розева нијанса кога се [[Оксидационо-редукциона реакција|оксидира]] со воздух. Подложен е на атмосферски влијанија и полека се раствора во повеќето разредени [[Киселина|киселини]] . Не реагира со 1:1 мешавина на [[азотна киселина]] (HNO<sub>3</sub>) и 48% [[Hydrofluoric acid|флуороводородна киселина]] (HF), најверојатно поради формирањето на непропустлив [[Passivation (chemistry)|пасивен слој]] . Скандиумот се пали во воздух со светол жолт пламен формирајќи [[Scandium oxide|скандиум оксид]] .
=== Изотопи ===
Во природата, скандиумот се наоѓа исклучиво како [[
<sup>45</sup> Sc, кој има [[Спин (физика)|нуклеарен спин]] од 7/2; ова е нејговиот единствен стабилен изотоп. Тринаесет [[Radioisotope|радиоизотопи]] се карактеризирани, а најстабилниот од нив е <sup>46</sup> Sc, кој има [[Период на полураспад|полуживот]] од 83.8 дена; <sup>47</sup> Sc, 3.35 дена; испуштачот на [[
<sup>48</sup> Sc, 43.7 часа. Сите останати [[Радиоактивност|радиоактивни]] изотопи имаат полу-живот пократок од 4 часови, а поголемиот дел од нив имаат полуживот помал од 2 минути. Овој елемент, исто така, има пет [[Nuclear isomer|нуклеарни изомери]] , со најстабилниот од нив <sup>44m</sup>Sc ( ''t'' <sub>1/2</sub> = 58.6 ч.).
Изотопите на скандиумот се движат од <sup>36</sup>Sc до <sup>60</sup>Sc. Примарниот [[Радиоактивност|режим]] на [[Радиоактивност|распаѓање]] на маси пониски од единствениот стабилен изотоп, <sup>45</sup> Sc, е [[Електронски зафат|електронскиот зафат]] , а примарниот режим кај масите над него е [[
<sup>45</sup> Sc се изотопи на [[калциум]], а примарните продукти при повисоки атомски тежини се [[
=== Појава ===
Во [[Застапеност на хемиските елементи во Земјината кора|Земјината кора]] , скандиумот не е редок. Проценките варираат од 18 до 25 рpm, што е споредливо со изобилството на [[кобалт]] (20-30 ppm). Скандиумот е само 50-тиот најчест елемент на Земјата (35-ти најзастапен елемент во кората), но е 23-тиот најчест елемент во [[Сонце
Стабилната форма на скандиум е создадена во [[Супернова|супернови]] преку [[R-process|р-процесот]] .
== Производство ==
Светското производство на скандиум се движи околу 15 тони годишно, во форма на скандиум оксид . Побарувачката е околу 50% повисока, и производството и побарувачката постојано се зголемуваат. Во 2003 година, само три рудници произведуваа скандиум: рудниците за ураниум и [[железо]] во [[Zhovti Vody|Жови Води]] во [[Украина]] , рудниците за ретки елементи во [[Bayan Obo|Бајан Обо]] , [[Народна Република Кина|Кина]] и рудниците за апатит на [[Kola peninsula|полуостровот Кола]], [[Русија]]; Оттогаш многу други земји имаат изградено објекти за производство на скандиум, вклучувајќи производства до 5 тони годишно (7,5 тони / годишно Sc <sub>2</sub> O <sub>3</sub> ) од [[Nickel Asia Corporation|Никел Ази Корпорација]] и [[Sumitomo Metal Mining|Сумитомо Метал Рударство]] на [[Филипини
За производство на метален скандиум, оксидот се претвора во скандиум флуорид, а потоа се [[Оксидационо-редукциона реакција|редуцира]] со метален [[калциум]] .
[[Мадагаскар]] и [[Iveland|Ивеланд]]-[[Evje|Еве]] регионот во [[Норвешка]] ги имаат единствените депозити на минерали со висока содржина на скандиум, [[Thortveitite|тортвеитит]] (Sc,Y)<sub>2</sub>(Si<sub>2</sub>O<sub>7</sub>) и [[Kolbeckite|колбекит]] ScPO <sub>4</sub>·2H<sub>2</sub>O, но тие не се експлоатираат.
Отсуството на сигурно, стабилно, долгорочно производство ги ограничува комерцијалните употреби на скандиум. И покрај ова ниско ниво на употреба, скандиумот нуди значајни придобивки. Особено ветувачки е зајакнувањето на алуминиумските легури со само 0,5% скандиум. Побарувачката на цирконијата стабилизирана со скандиум на пазарот расте поради нејзината употреба како високо ефикасен [[електролит]] во [[Solid oxide fuel cell|цврсти оксидни горивни ќелии]] .
== Цена ==
Поради својата реткост, скандиумот е меѓу најскапите елементи. Цената за чист скандиум варира помеѓу 4,000 и 20,000 американски долари по килограм. Во меѓувреме, ограничениот пазар генерира различни цени во било кое дадено време. Во 2010 година, на врвот на недостигот на ретки елементи, цената на скандиумот се зголеми до над 15.000 американски долари за килограм, а широко користениот скандиум оксид (Sc<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) се продава за над 7 000 американски долари по килограм. Оттогаш ограничената побарувачка заедно со постојаното производство ја задржува цената на нејзиниот 20-годишен просек.
== Соединенија ==
Хемијата на скандиум е речиси целосно доминирана од тривалентниот јон, Sc <sup>3+</sup> . Радиусите на M <sup>3+</sup> јоните во табелата подолу укажуваат на тоа дека хемиските својства на скандиумовите јони имаат повеќе заедничко со итриумовите јони отколку со алуминиумските јони. Делумно поради оваа сличност, скандиумот често се класифицира како елемент сличен на лантаноид.
:
=== Халиди и псевдохалиди ===
[[Халид
=== Органски деривати ===
Скандиумот формира серија органометални соединенија со циклопентадиенилни лиганди (Cp), слични на однесувањето на лантаноидите. Еден пример е [ScCp <sub>2</sub> Cl] <sub>2</sub> и сродни деривати на пентаметилциклопентадиенил лигандите.
=== Невообичаени состојби на оксидација ===
Соединенија што го содржат скандиумот во оксидациски состојби различни од +3, се ретки, но добро карактеризирани. Сино-црното соединение CsScCl<sub>3</sub> е едно од наједноставните. Овој материјал донесува структура слична на лист, која покажува екстремно сврзување помеѓу центрите на (II)скандиумот.
Пониски оксидациски состојби (+2, +1, 0), исто така, се забележани во органоскандиумските соединенија.
== Историја ==
[[Дмитриј Иванович Менделеев|Дмитриј Менделеев]] , кој е познат како татко на [[Периоден систем на елементите|периодниот систем]] , го предвиде постоењето на елементот ''[[Mendeleev's predicted elements#Ekaboron and scandium|екабор]]'' , со [[атомска маса]] меѓу 40 и 48 во 1869 година. [[Lars Fredrik Nilson|Ларс Фредрик Нилсон]] и неговиот тим го откриле овој елемент во минералите [[Euxenite|еуксен]] и [[Gadolinite|гадолинит]] во 1879 година. Нилсон подготвил 2 грама на [[Scandium oxide|скандиум оксид]] со висока чистота.
Металниот скандиум бил произведен за прв пат во 1937 со [[електролиза]] на [[Eutectic|евтектичка]] мешавина на [[калиум]],[[литиум]] и [[Scandium chloride|скандиум хлорид]] , на 700-800 °[[Целзиусов степен|C.]] <ref>{{Наведено списание|last=Fischer|first=Werner|last2=Brünger, Karl|last3=Grieneisen, Hans|date=1937|title=Über das metallische Scandium|journal=[[Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie]]|language=
Ласерски кристали на гадолиниум-скандиум-галиум гранат (GSGG) биле користени во стратешки апликации за одбрана развиени за Иницијативата за стратешка одбрана (SDI) во 1980-тите и 1990-тите.
==== Црвени џинови во близина на [[Galactic Center|Галактичкиот центар]] ====
На почетокот на 2018 година, беа собрани докази од [[Spectrometer|спектрометарски]] податоци за значителен број на скандиум, [[ванадиум]] и [[итриум]] кај [[Црвен џин|црвените џинови]] во [[Nuclear Star Cluster|Нуклеарниот Ѕвезден Кластер]] (NSC) во [[Galactic Center|Галактичкиот центар]] . Понатамошните истражувања покажаа дека ова е илузија предизвикана од релативно ниската температура (под 3.500 K) од овие ѕвезди кои ги маскираат сигналите, и дека овој феномен бил забележан кај другите црвени џинови.
== Апликации ==
[[Податотека:Mig-29_on_landing.jpg|десно|мини| Делови од MiG-29 се направени од легура на Al-Sc.
Додавањето на скандиум на алуминиум го ограничува растот на кристалитите во топлинската зона на заварени алуминиумски компоненти. Ова има два корисни ефекти: преципитираниот Al<sub>3</sub>Sc формира помали кристали отколку кај другите [[Aluminium alloy|алуминиумски легури]],
Легурата Al<sub>20</sub>Li<sub>20</sub>Mg<sub>10</sub>Sc<sub>20</sub>Ti<sub>30</sub> е силен како титан, светол како алуминиум, и тежок како керамика.
Главната примена на скандиум по тежина е во легурите на алуминиум-скандиум за малите компоненти на воздушната индустрија. Овие легури содржат помеѓу 0,1% и 0,5% од скандиум. Тие биле користени во руските воени авиони, поточно [[Mikoyan-Gurevich MiG-21|МиГ-21]] и [[Mikoyan MiG-29|МиГ-29]] .
Некои парчиња спортска опрема, кои се потпираат на материјали за високи перформанси, се направени со скандиум-алуминиумски легури, вклучувајќи бејзбол палки <ref name="bat">{{Наведено списание|last=Bjerklie|first=Steve|date=2006|title=A batty business: Anodized metal bats have revolutionized baseball. But are finishers losing the sweet spot?|journal=Metal Finishing|volume=104|issue=4|page=61|doi=10.1016/S0026-0576(06)80099-1}}</ref> и рамки за велосипеди и компоненти .
Стоматолозите користат лабораториски ербиум-скандиум гранат (Er, Cr: YSGG) со итриум-скандиум-галиум легиран состав за подготовка на празнината и во ендодонтија.
Првите електронски халидни светилки базирани на скандиум беа патентирани од страна на [[Џенерал Електрик|General Electric]] и првично направени во Северна Америка, но денес се произведуваат во сите големи индустриски земји. Околу 20 кг на скандиум (како Sc<sub>2</sub>[[Кислород|O]]<sub>3</sub>) се користи годишно во [[Соединети Американски Држави|САД]] за високо-интензитетното празнење светилки.
<sup class="noprint Inline-Template Template-Fact" data-ve-ignore="true" style="white-space:nowrap;">[ ''[[Википедија:Се бара извор|<span title="80kg? That's got to be wrong - too small a number to track (January 2017)">бара извор</span>]]'' ]</sup>
[[Radioactive isotope|Радиоактивниот изотоп]] <sup>46</sup>Sc се користи во [[Oil refinery|рафинериите за нафта]] како агент за следење.
== Здравје и безбедност ==
Елементарниот скандиум се смета за нетоксичен, иако екстензивно тестирање на животни со соединенија на скандиум не е направено.
== Поврзано ==
|