العنصر الذي يهيمن على المعادن الانتقالية في الجدول الدوري. ومع ذلك، فهي تشترك في الخصائص ليس فقط مع هذه الكتلة ولكن أيضًا مع العناصر الأرضية النادرة. بالإضافة إلى ذلك، فهو يعتبر عضوًا في كلا السلسلتين. ومن بين قواها الأربع الرئيسية الخفة والقوة والصلابة واللمعان. نحن نتحدث عن السكانديوم وهنا سترى فيما يتم استخدامه وما هي خصائصه.
ما هو سكانديوم؟
وهو عنصر كيميائي مدرج في سلسلة المعادن الانتقالية، وهو بشكل عام معدن خفيف جدًا وناعم وحديدي يحتوي على أحماض الهيدروفلوريك والنيتريك. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يقدم لونًا شاحبًا أو أبيض أو فضي، على الرغم من أنه قد يبدو ورديًا أو مصفرًا قليلاً إذا تعرض للهواء. من ناحية أخرى، فإن خصائص السكانديوم لها أوجه تشابه مع خصائص الإيتريوم واللانثانيدات.
رمز سكانديوم
Sc الرمز الكيميائي للسكانديوم يأتي من الكلمة الاسكندنافية، التي يشتق أصلها الاشتقاقي من الكلمة اللاتينية سكانديا . ويسمى بهذا الاسم لوجود كميات كبيرة من هذا العنصر في شبه الجزيرة الإسكندنافية، وخاصة بين معادنها.
خصائص سكانديوم
يمكن أن يكون أحدها هو تركيبه الذري، الذي يتكون من 21 إلكترونًا و21 بروتونًا و24 نيوترونًا. حيث تتأرجح إلكتروناتها في أربعة مستويات طاقة. ومن ناحية أخرى، عندما يحترق، يشكل لهبًا مصفرًا محمرًا. رؤية المزيد من الأوصاف لهذا المعدن:
- التفاعل الكيميائي : هو عنصر تفاعلي يزداد بنسبة حجمه الذري، ويتفاعل مع الماء والأحماض القوية وجميع الهالوجينات.
- الانصهار والغليان : هذه النقاط مرتفعة جداً.
- الحالة : يكون شكله الطبيعي صلباً عند درجة حرارة الغرفة .
- التغييرات : حالته الأصلية لها ملمس ناعم وسلس، ولكن عندما يتم خلطه فإنه يظهر قوة وصلابة كبيرة.
- درجة الحرارة : يتمتع بمقاومة جيدة لدرجات الحرارة المرتفعة.
- الثبات : وهو مستقر ولكنه عند تسخينه يتحلل وعند تعرضه للهواء يتأكسد.
- الترتيب المغناطيسي : يقدم البارامغناطيسية.
- مستوى السمية : لا يعتبر معدن سام.
- الكثافة : خفيف بشكل عام، وكثافته قريبة من كثافة الألومنيوم.
- حالة الأكسدة : الأكثر استخدامًا هي +3، على الرغم من وجود 0 و+1 و+2.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية للاسكنديوم
- العدد الذري : 21
- نصف القطر التساهمي (Å) : 1.44
- الكتلة الذرية (جم/مول) : 44.955
- الكثافة (جم/مل) : 3.0
- حالات الأكسدة : 3
- السالبية الكهربية : 1.36
- الحالة العادية : صلبة
- الحرارة النوعية : 568 جول/(ك-كجم)
- المحتوى الحراري للتبخر : 314.2 كيلوجول/مول
- التكوين الإلكتروني : [Ar]4 s² 3d 1
- جهد التأين الأول (eV) : 633.1 كيلوجول/مول
- نقطة الانصهار : 1541 درجة مئوية (1814 ك)
- المحتوى الحراري للانصهار : 14.1 كيلوجول/مول
- الأكسيد : قاعدة ضعيفة
- نصف القطر الذري (Å) : 1.84
- الإلكترونات لكل مستوى : 2، 8، 9، 2
- نقطة الغليان : 2830 درجة مئوية (3103 كلفن)
- سرعة الصوت : لا توجد بيانات م/ث 293.15 ك
أصل سكانديوم
كان مكتشف السكانديوم هو لارس فريدريك نيلسون في عام 1879، والذي قام مع فريقه بإجراء تحليل طيفي لمعدني الجادولينيت والإلسنيت. حدث هذا عندما كنت أبحث عن المعادن الأرضية النادرة. ومن أجل عزله، بدأ بمعالجة 10 كجم من الإكسينيت وبقايا العناصر الأخرى. وكانت النتيجة النهائية 2 جرام من أكسيد سكانديوم النقي.
ومع ذلك، في عام 1937، توقع ديمتري مندلييف مسبقًا وجود عنصر جديد، والذي سيكون له خصائص مشابهة للبورون وأطلق عليه اسم إيكابورو . وفي وقت لاحق، أكد الكيميائي بير تيودور كليف أن أكسيد السكانديوم هو إيكابورو المتوقع. ثم تم عزله لأول مرة عن طريق التحليل الكهربائي.
ما هي استخدامات سكانديوم؟
على الرغم من أنه عنصر غير عادي، إلا أنه معدن متعدد الاستخدامات للغاية. في الواقع، يتم استخدامه في الصناعات الكيميائية والفضائية والزراعية. على سبيل المثال، يعمل Sc2(SO4)3 على تحسين إنبات الخضروات المختلفة. اكتشف استخدامات أخرى لهذا المكون الكيميائي:
- إنه يجعل من الممكن الحصول على سبائك من الألومنيوم تحافظ على خفتها ومقاومتها لدرجات الحرارة المرتفعة والتآكل المستخدمة في صناعة الطيران.
- يستخدم Sc 2 O 3 في صناعة المصابيح ذات الكثافة العالية.
- يزيد من جودة الضوء الاصطناعي في مصابيح بخار الزئبق، مثل الملاعب والملاعب الرياضية والكاميرات الرقمية وشاشات الكمبيوتر وشاشات التلفزيون.
- وهو بمثابة التتبع أثناء تكسير النفط.
- في الصناعة الكيميائية يتم استخدامه كمحفز أثناء تصنيع البروبانول، حيث يحول الأحماض الثنائية الكربوكسيل إلى مركبات حلقية وحمض الأسيتيك إلى الأسيتون.
أين يوجد سكانديوم؟
تم العثور على آثار هذا العنصر في أكثر من 800 معدن، مثل اليوزنيت والثورتفيتيت والجادولينيت، في السويد والدنمارك والنرويج ومدغشقر. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يظهر كبقايا بعد تعدين الولفراميت. ومع ذلك، فهو أكثر وفرة في الشمس وفي النجوم العملاقة في مركز المجرة.
باختصار، السكانديوم هو عنصر كيميائي له خصائص معدنية انتقالية مشابهة لللانثانيدات. بالإضافة إلى ذلك، فهو أبيض فضي وخفيف ومتين وناعم. تبلغ كتلته الذرية 44.95 ورقمه 21. ومن ناحية أخرى، فإنه ينتج سبائك الألومنيوم المستخدمة في الطائرات، من بين الاستخدامات الأخرى الشائعة والنادرة.