סקנדיום

סקנדיום (Scandium) הוא יסוד כימי שסמלו הכימי Sc ומספרו האטומי 21. הוא נמנה עם משפחת היסודות הנדירים, אם כי הוא אינו נדיר, אלא מפוזר בדלילות ולכן קשה להפקה.

סקנדיום

טיטניום - סקנדיום - סידן
Sc Y       21 Sc                                                                                                                                                                                                                                                                                           הטבלה המחזורית
נתונים בסיסיים
מספר אטומי	21
סמל כימי	Sc
סדרה כימית	מתכות מעבר
מראה
לבן כסוף
תכונות אטומיות
משקל אטומי	44.955910 u
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה	2, 8, 9, 2
קונפיגורציה אלקטרונית	[Ar] 3d¹ 4s²
דרגות חמצון	1, 2, 3
תכונות פיזיקליות
צפיפות	2,985 kg/m3
מצב צבירה בטמפ' החדר	מוצק
נקודת רתיחה	3,103.15K (2,830°C)
נקודת התכה	1,814.15K (1,541°C)
לחץ אדים	22.1Pa ב-1,812K
שונות
אלקטרושליליות	1.36
קיבול חום סגולי	568 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית	1.77 106/m·Ω
מוליכות חום	15.8 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה	633.1 kJ/mol
אנרגיית יינון שנייה	1,235.0 kJ/mol
אנרגיית יינון שלישית	2,388.6 kJ/mol
אנרגיית יינון רביעית	7,090.6 kJ/mol
היסטוריה
מגלה	לארס פרדריק נילסון
תאריך גילוי	1879
נקרא על שם	סקנדינביה

תכונות

סקנדיום הוא מתכת מעבר, רכה, לבנה-כסופה ומאוד קלה. כשנחשף לאוויר, סקנדיום מתעטף במעטפת צהבהבה או ורודה. סקנדיום יותר דומה לאיטריום ומתכות נדירות אחרות מאשר לאלומיניום או טיטניום (שיותר קרובים אליו בטבלה המחזורית). דרגת החימצון הנפוצה ביותר של סקנדיום היא 3+. סקנדיום עמיד בפני חומצות כמו חומצה חנקתיתHNO₃ וחומצה פלואורית HF. אבקה מתכתית של סקנדיום מתלקחת במהירות הבזק.

שימושים

בארצות הברית משתמשים מדי שנה ב-20 קילוגרם בקירוב של תחמוצת סקנדיום (Sc₂O₃) בייצור מנורות חזקות במיוחד. סקנדיום יודי מוסף למנורות כספית ומפיק אור חזק מלאכותי שמזכיר את אור השמש. בכל העולם משתמשים מדי שנה ב-80 קילוגרם בקירוב בייצור נורות. האיזוטופ הרדיואקטיבי ⁴⁶Sc משמש בבתי זיקוק של שמן כסמן רדיואקטיבי. שימוש אחר של סקנדיום הוא בסגסוגת יחד עם אלומיניום, שאיתה בונים מטוסים, שלדות לאופניים, מחבט בייסבול וכדומה. כשסקנדיום מוסף לאלומיניום, הוא מחזק אותו (גם בטמפרטורות גבוהות) ומגביר את גמישותו. כמו כן, סקנדיום מונע סדקים שנוצרים בריתוך בסגסוגות אלומיניום.

היסטוריה

סקנדיום (בלטינית: Scandia, מילה שפירושה סקנדינביה) זוהה על ידי לרס פרדריק נילסון ב-1879 בזמן שהוא וקבוצתו חיפשו אחר מתכות אדמה נדירות. נילסון השתמש בניתוח ספקטרום כדי למצוא את היסודות הנמצאים במינרלים אוקסניט (euxenite) וגדוליניט (gadolinite). כדי לבודד את היסוד, הכין 10 ק"ג של אוקסניט עם משקעי אדמה נדירה כדי ליצור כ-2 גרם תחמוצת סקנדיום (Sc₂O₃) מאוד טהורה.

דמיטרי מנדלייב חזה כמה ממאפייניו של יסוד זה, שהוא קרא לו אקבורון תוך שימוש בחוק המחזוריות. הכימאי השוודי פאר תאודור קלב (Per Teodor Cleve) גילה את הסקנדיום בערך באותו הזמן בו גילה אותו נילסון אך בניגוד לנילסון, קלב היה נחוש בדעתו כי סקנדיום זהה לאקבורון.

צורה בטבע

מינרלים נדירים מסקנדינביה כמו תורטוויטית (Sc,Y)₂Si₂O₇)), אוקסניט וגדוליניט הם המקורות היחידים לסקנדיום מרוכז (שמעולם לא נמצא בצורתו החופשית). סקנדיום הוא היסוד ה-23 הכי נפוץ בשמש ובכוכבים אחרים, אבל בכדור הארץ הוא היסוד ה-50 הכי נפוץ. סקנדיום מפוזר בעולם ומופיע בכמויות מזעריות ביותר מ-800 מינרלים.

רוב הסקנדיום בעולם מרוכז במאגר הצבאי מברית המועצות לשעבר, שבודדו אותו מפסולת אורניום. אין מקום ייצור עיקרי של סקנדיום באמריקה ובאירופה.

קישורים חיצוניים

• סקנדיום ב-Webelements (באנגלית)
• סקנדיום, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)