Escandi

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Escandi
21Sc
CalciEscandiTitani
-

Sc

Y
Aspecte
Blanc platejat
Propietats generals
Nom, símbol, nombre Escandi, Sc, 21
Categoria d'elements Metalls de transició
Grup, període, bloc 34, d
Pes atòmic estàndard 44,955912(6)
Configuració electrònica [Ar] 3d1 4s2
2, 8, 9, 2
Configuració electrònica de Escandi
Propietats físiques
Fase Sòlid
Densitat
(prop de la t. a.)
2,985 g·cm−3
Densitat del
líquid en el p. f.
2,80 g·cm−3
Punt de fusió 1.814 K, 1.541 °C
Punt d'ebullició 3.109 K, 2.836 °C
Entalpia de fusió 14,1 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització 332,7 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar 25,52 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
a T (K) 1.645 1.804 (2.006) (2.266) (2.613) (3.101)
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació 3, 2[1], 1[2]
(òxid amfòter)
Electronegativitat 1,36 (escala de Pauling)
Energies d'ionització
(més)
1a: 633,1 kJ·mol−1
2a: 1.235,0 kJ·mol−1
3a: 2.388,6 kJ·mol−1
Radi atòmic 162 pm
Radi covalent 170±7 pm
Radi de Van der Waals 211 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina Hexagonal
Escandi té una estructura cristal·lina hexagonal
Ordenació magnètica Paramagnètic
Resistivitat elèctrica (t, a,) (α. poli)
calc, 562 nΩ·m
Conductivitat tèrmica 15,8 W·m−1·K−1
Dilatació tèrmica (t, a,) (α. poli)
10,2 µm/(m·K)
Mòdul d'elasticitat 74,4 GPa
Mòdul de cisallament 29,1 GPa
Mòdul de compressibilitat 56,6 GPa
Coeficient de Poisson 0,279
Duresa de Brinell 750 MPa
Nombre CAS 7440-20-2
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops de l'escandi
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD
44mSc sin 58,61 h IT 0,2709 44Sc
γ 1,0
1,1
1,1
44Sc
ε - 44Ca
45Sc 100% 45Sc és estable amb 24 neutrons
46Sc sin 83,79 d β 0,3569 46Ti
γ 0,889
1,120
-
47Sc sin 3,3492 d β 0,44.
0,60
47Ti
γ 0,159 -
48Sc sin 43,67 h β 0,661 48Ti
γ 0,9
1,3
1,0
-

L'escandi és un element químic de la taula periòdica el símbol del qual és Sc i el seu nombre atòmic és 21. És un metall de transició que es troba en minerals d'Escandinàvia i que es classifica ben sovint entre els lantànids per les seues similituds amb ells.

Característiques principals[modifica | modifica el codi]

És un metall bla, molt lleuger, resistent l'atac de l'àcid nítric i fluorhídric, de color platejat, exposat a l'aire perd la lluentor adoptant un color lleugerament rosat. El seu estat d'oxidació més comú és +3 i les seves sals són incolores. Les seves propietats són més semblants a les del itri i als lantànids que a les del titani pel que sol incloure's tot sovint entre les terres rares.

Aplicacions[modifica | modifica el codi]

L'òxid d'escandi (Sc2O3), s'utilitza en llums d'alta intensitat i afegint iodur d'escandi en les làmpares de vapor de mercuri s'aconseguix una llum solar artificial de molta qualitat. L'isòtop radioactiu Sc-46 s'usa en el fraccionament del petroli com a traçador, i el metall té aplicació en la indústria aeroespacial atès que presenta un punt de fusió molt superior al del alumini.

Història[modifica | modifica el codi]

L'escandi (del llatí científic scandium, i aquest de Scandi, Escandinàvia) va ser descobert per Lars Fredrik Nilson el 1879 mentre treballava amb el seu equip en la busca de metalls terres rares per mitjà d'anàlisi espectral dels minerals euxenita i gadolinita. Per a aïllar l'element va processar 10 kg d'euxenita amb altres residus de terres rares aconseguint aproximadament 2 grams d'òxid (Sc2O3) de gran puresa.

El 1869 Dmitri Mendeléiev va predir, basant-se en les propietats periòdiques, que aquest metall havia de tindre propietats semblants a les del bor pel que va anomenar a l'element encara per descobrir ekabor (símbol Eb). Aproximadament en la mateixa època que Nilson, Per Theodor Cleve va descobrir l'òxid d'escandi i va confirmar que es tractava de l'ekabor.

El 1937 es va aïllar per primera vegada el metall per electròlisi d'una solució eutèctica de potassi, liti i clorurs d'escandi a 700-800 °C emprant com elèctrodes un filament de wolframi i un bany de zinc líquid en un cresol de grafit. La primera lliura d'escandi del 99% de puresa es va fabricar el 1960.

Abundància i obtenció[modifica | modifica el codi]

Les úniques fonts concentrades conegudes del metall, que no es troba en estat natiu, són minerals poc abundants d'Escandinàvia i Madagascar com euxenita, gadolinita i thortveitita.

És més abundant en el sol i estrelles semblants (23è en abundància) que en la Terra (50è) on es troba molt repartit, apareixent traces del metall en més de 800 minerals. El color blau de l'aiguamarina, varietat del beril, es creu que es deu a la presència d'escandi i apareix entre els residus de la wolframita després de l'extracció del wolframi.

La thortveitita és la principal mena d'escandi sent una altra font important els residus de l'extracció de l'urani on s'obté com a subproducte. El metall s'obté industrialment per reducció del fluorur d'escandi amb calci.

Isòtops[modifica | modifica el codi]

L'escandi natural té un únic isòtop estable, el Sc-45. Es coneixen 13 isòtops radioactius de què els més estables són el Sc-46 amb 83,79 dies de període de semidesintegració, el Sc-47 (3,3492 dies) i Sc-48 (43,67 hores); els altres isòtops radioactius tenen períodes de semidesintegració inferiors a les 4 hores i la majoria menors de 2 minuts. Es coneixen a més 5 estats metaestables, sent el més estable el Scm-44 (període de semidesintegració de 58,6 hores).

La massa atòmica dels isòtops d'escandi varia des de 39,978 uma del Sc-40 fins a 53,963 uma del Sc-54. El mode de desintegració principal dels isòtops més lleugers que l'estable (Sc-45) és la captura electrònica originant-se isòtops de calci, mentre que els isòtops més pesants que l'estable es desintegren principalment per mitjà de emissió beta donant lloc a isòtops de titani.

Precaucions[modifica | modifica el codi]

La pols d'escandi metàl·lic és inflamable.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. McGuire, Joseph C.. «Preparation and Properties of Scandium Dihydride». Journal of Chemical Physics, vol. 33, 1960, pàg. 1584–1585. Bibcode: 1960JChPh..33.1584M. DOI: 10.1063/1.1731452.
  2. Smith, R. E.. «Diatomic Hydride and Deuteride Spectra of the Second Row Transition Metals». Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, vol. 332, 1588, 1973, pàg. 113–127. Bibcode: 1973RSPSA.332..113S. DOI: 10.1098/rspa.1973.0015.

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Escandi