|
|
|
|
|
Símbol: Sc |
Nombre atòmic: 21 |
|
|
Escandi |
Escandio |
Scandium |
Scandium |
Grup: 3 |
Període: 4 |
|
|
Família: Elements
de
transició |
Configuració electrònica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 |
|||||
|
Generalitats |
|||||
|
Descobridor/s: Lars Frederik
Nilson |
Nacionalitat: Suècia |
Any: 1879 |
|||
|
Origen del nom: del
llatí scandia que és el nom llatí de la
península escandinava. |
Una mica
d’història: Fou descobert en 1879 pel químic suec Lars
Frederik Nilson (1840-1899) en la gadolinita i euxenita. Ell i els seus
col·laboradors estaven buscant, de fet, metalls de les terres rares,
processant 10kg d’euxenita i altres residus de minerals de les terres
rares podien preparar 2g d’òxid d’escandi (Sc2O3)
amb una puresa alta. Aquest descubriment va tenir lloc 8
anys després que el químic rus Dimitry Ivanovich Mendeleyev
hagués predit la seva existència anomenat-lo eka-bor
(símbol Eb). Aquesta predicció de que l’element existia en
la natura i que les seves propietats s’havien de semblar a les del bor,
està basat en les regularitats que havia trobat en les propietats del
elements quan va fer la classificació periòdica. |
||||
|
Estat natural: És més
abundant en el Sol i en les estrelles que en la Terra. No es troba mai com a metall lliure. Es distribueix
àmpliament sent present en quantitats molt petites en gairebé
mil minerals diferents. Majoritàriament s’obté de la
thortveitita (que conté 35-40% de Sc2O3),
mineral que es troba en formacions granítiques (pegmatita). Normalment
es troba associat al wolframi i a l’estany en jaciments a Madagascar i
de la península escandinava. Es diu que el color blau del beril (varietat
d’aiguamarina) és a causa de l’escandi. També es extret com a subproducte de plantes de
producció d’urani. (0,02% de Sc2O3) |
Estructura cristal·lina: Hexagonal |
|
|||
|
Abundància a
l’ésser humà: -
|
Abundància
a la Terra: Ocupa el 31è lloc en la classificació del elements
més abundants a l’escorça terrestre. |
Abundància al Sistema Solar: 30 ppb
(parts per bilió ) en pes. |
|||
|
Propietats |
||||||||
|
Físiques |
Massa
atòmica (u) |
Densitat
(kg/m3) |
Duresa
(escala de Mohs) |
Volum
atòmic (cm3/mol) |
||||
|
44,95591 |
2989 |
-- |
15 |
|||||
|
Tèrmiques |
Estat
d’agregació a 298 K |
Punt de
fusió (K) |
Punt
d’ebullició (K) |
|
||||
|
sòlid |
1814 |
3104 |
|
|||||
|
Radis |
Radi
atòmic (Å) |
Radi
iònic (Å) |
Radi
covalent (Å) |
|
||||
|
1,62 |
0,81 (Sc+3) |
1,44 |
|
|||||
|
Ionització |
Afinitat
electrònica (KJ/mol) |
1a
energia ionització (KJ/mol) |
2a
energia ionització (KJ/mol) |
3a
energia ionització (KJ/mol) |
Estats
d’oxidació |
|||
|
18,1 |
631 |
1235 |
2389 |
+1, +2, +3 |
||||
|
Elèctriques |
Conductivitat
elèctrica (mOhm.cm)-1 |
Electròniques |
Electronegativitat
(Pauling) |
Polaritzabilitat
(Å3) |
|
|||
|
16,2 |
1,36 |
17,8 |
|
|||||
|
Termodinàmiques |
Calor
d’atomització (KJ/mol d’àtoms) |
Calor de
fusió (KJ/mol) |
Calor de
vaporització (KJ/mol) |
Calor
específica (J/kg K) |
Conductivitat
tèrmica (J/m s ºC) |
|||
|
378,0 |
15,9 |
305,0 |
543,40 |
15,80 |
||||
|
Altres |
Potencial
normal de reducció (v) |
Caràcter
metàl·lic |
Precaucions: Les pólvores del metall
d’escandi tenen risc de foc. Si s’acumula en el cos humà pot ser
perillós pel fetge. |
|||||
|
-2.03 Sc3+/Sc |
Metall |
|||||||
|
Característiques: |
|
|||||||
|
És
un element metàl·lic tou de color gris platejat que es torna
groc quan és exposat a l’aire. Se’n coneixen 11
isòtops. Per la seva configuració electrònica té propietats
similars a les dels lantànids dels que es diferencia perquè el
seu fluorur dona fluorsals amb els fluorurs alcalins. |
||||||||
|
Isòtops |
||||||
|
Isòtop |
Protons |
Neutrons |
Símbol |
Vida mitjana |
Abundància(%) |
Altres |
|
Escandi-43 |
21 |
22 |
43Sc |
3,89
hores |
0,00 |
Radioactiu |
|
Escandi-44 |
21 |
23 |
44Sc |
3,927
hores |
0,00 |
Radioactiu |
|
Escandi-45 |
21 |
24 |
45Sc |
Estable |
100 |
|
|
Escandi-46 |
21 |
25 |
46Sc |
83,81
dies |
0,00 |
Radioactiu |
|
Escandi-47 |
21 |
26 |
47Sc |
3,349
dies |
0,00 |
Radioactiu |
|
Escandi-48 |
21 |
27 |
48Sc |
43,67
hores |
0,00 |
Radioactiu |
|
Escandi-49 |
21 |
28 |
49Sc |
57,3
minuts |
0,00 |
Radioactiu |
|
Escandi-50 |
21 |
29 |
50Sc |
1,71
minuts |
0,00 |
Radioactiu |
|
Reactivitat |
|
|
Descripció |
Forma sals incolores trivalents
semblants a les de l'alumini que tendeixen a formar complexos. El seu òxid Sc2O3,
de color blanc té un caràcter dèbil bàsic encara
que dóna lloc a un carbonat (Sc2(CO3)3
). Quan està finament dividit o
en calent, el metall escandi es dissol en aigua per formar solucions que
contenen el ió aquós Sc(III) juntament amb gas hidrogen: 2 Sc (s)
+ 6 H2O (aq) à 2 Sc3+ (aq) + 6 OH- (aq) + 3 H2
(g) Reacciona amb els halògens
per a donar halurs de Sc (III): 2 Sc (s)
+ 3 F2 (g) à 2 ScF3 (s) 2 Sc (s)
+ 3 Br2 (g) à 2 ScBr3 (s) 2 Sc (s)
+ 3 Cl2 (g) à 2 ScCl3 (s) 2 Sc (s)
+ 3 I2 (g) à 2 ScI3 (s) Reacciona ràpidament amb
molts àcids. Amb àcid clorhídric forma solucions que
contenen el ió aquós Sc (III) juntament amb gas hidrogen: 2 Sc (s)
+ 6 HCl (aq) à 2 Sc3+ (aq) + 6 Cl- (aq) + 3 H2
(g) |
|
Amb aire |
Vigorosa à Sc2O3 4
Sc + 3 O2 à 2 Sc2O3 |
|
Amb H2O |
Suau à H2 ; Sc(OH)3 |
|
Amb HCL 6M |
Suau à H2 ; ScCl3 |
|
Amb HNO3 15M |
Suau à Sc(NO3)3 |
|
Obtenció |
S'obté tractant el fluorur d'escandi amb calci, reacció en la qual aquest últim el desplaça i per electròlisi d'una barreja fosa de clorur d'escandi ScCl3. |
|
|
S'empra en la fabricació de
llums de gran intensitat i com a
rastrejador en les refineries de petroli. També s'utilitza en
la construcció de naus espacials per la seva gran lleugeresa i el seu
elevat punt de fusió. És un component de aliatges
utilitzats per a fabricar bats de beisbol. L’òxid i altres
compostos d’escandi s’utilitzen com a catalitzadors en la
conversió d’àcid ascètic en acetona, en la
manufactura de propanol i en la conversió d’àcids
dicarboxílics en cetones i compostos cíclics. El tractament amb solució de sulfat d’escandi és un mitjà econòmic per a millorar la germinació de llavors de moltes espècies vegetals. |
|
|
|
Lleugerament tòxic. |
|