سكانديوم

عنصر كيميائي
(بالتحويل من السكانديوم)
Edit-clear.svg
تعرَّف على طريقة التعامل مع هذه المسألة من أجل إزالة هذا القالب.تحتاج النصوص المترجمة في هذه المقالة إلى مراجعة لضمان معلوماتها وإسنادها وأسلوبها ومصطلحاتها ووضوحها للقارئ، لأنها تشمل ترجمة اقتراضية أو غير سليمة. فضلاً ساهم في تطوير هذه المقالة بمراجعة النصوص وإعادة صياغتها بما يتناسب مع دليل الأسلوب في ويكيبيديا.

السكانديوم عنصر كيميائي له الرمز Sc والعدد الذري 21 في الجدول الدوري للعناصر، وهو أول عنصر من السلسلة الأولى في العناصر الانتقالية، وله استخدامات صناعيه هامة.[3][4][5] ويمكن للعنصر ان يقوم بعمل خلايا عصبية داخله ، عنصر كتلة معدني أبيض فضي ، تم تصنيفه تاريخياً على أنه عنصر أرضي نادر ، إلى جانب الإيتريوم واللانثانيدات.تم اكتشافه في عام 1879 عن طريق التحليل الطيفي لمعادن الأوكسينيت والجادولينيت من الدول الاسكندنافية.

تيتانيومسكانديومكالسيوم
-

Sc

Y
Element 1: هيدروجين (H), لا فلز
Element 2: هيليوم (He), غاز نبيل
Element 3: ليثيوم (Li), فلز قلوي
Element 4: بيريليوم (Be), فلز قلوي ترابي
Element 5: بورون (B), شبه فلز
Element 6: كربون (C), لا فلز
Element 7: نيتروجين (N), لا فلز
Element 8: أكسجين (O), لا فلز
Element 9: فلور (F), هالوجين
Element 10: نيون (Ne), غاز نبيل
Element 11: صوديوم (Na), فلز قلوي
Element 12: مغنيسيوم (Mg), فلز قلوي ترابي
Element 13: ألومنيوم (Al), فلز ضعيف
Element 14: سيليكون (Si), شبه فلز
Element 15: فسفور (P), لا فلز
Element 16: كبريت (S), لا فلز
Element 17: كلور (Cl), هالوجين
Element 18: آرغون (Ar), غاز نبيل
Element 19: بوتاسيوم (K), فلز قلوي
Element 20: كالسيوم (Ca), فلز قلوي ترابي
Element 21: سكانديوم (Sc), فلز انتقالي
Element 22: تيتانيوم (Ti), فلز انتقالي
Element 23: فاناديوم (V), فلز انتقالي
Element 24: كروم (Cr), فلز انتقالي
Element 25: منغنيز (Mn), فلز انتقالي
Element 26: حديد (Fe), فلز انتقالي
Element 27: كوبالت (Co), فلز انتقالي
Element 28: نيكل (Ni), فلز انتقالي
Element 29: نحاس (Cu), فلز انتقالي
Element 30: زنك (Zn), فلز انتقالي
Element 31: غاليوم (Ga), فلز ضعيف
Element 32: جرمانيوم (Ge), شبه فلز
Element 33: زرنيخ (As), شبه فلز
Element 34: سيلينيوم (Se), لا فلز
Element 35: بروم (Br), هالوجين
Element 36: كريبتون (Kr), غاز نبيل
Element 37: روبيديوم (Rb), فلز قلوي
Element 38: سترونشيوم (Sr), فلز قلوي ترابي
Element 39: إتريوم (Y), فلز انتقالي
Element 40: زركونيوم (Zr), فلز انتقالي
Element 41: نيوبيوم (Nb), فلز انتقالي
Element 42: موليبدنوم (Mo), فلز انتقالي
Element 43: تكنيشيوم (Tc), فلز انتقالي
Element 44: روثينيوم (Ru), فلز انتقالي
Element 45: روديوم (Rh), فلز انتقالي
Element 46: بالاديوم (Pd), فلز انتقالي
Element 47: فضة (Ag), فلز انتقالي
Element 48: كادميوم (Cd), فلز انتقالي
Element 49: إنديوم (In), فلز ضعيف
Element 50: قصدير (Sn), فلز ضعيف
Element 51: إثمد (Sb), شبه فلز
Element 52: تيلوريوم (Te), شبه فلز
Element 53: يود (I), هالوجين
Element 54: زينون (Xe), غاز نبيل
Element 55: سيزيوم (Cs), فلز قلوي
Element 56: باريوم (Ba), فلز قلوي ترابي
Element 57: لانثانوم (La), لانثانيدات
Element 58: سيريوم (Ce), لانثانيدات
Element 59: براسيوديميوم (Pr), لانثانيدات
Element 60: نيوديميوم (Nd), لانثانيدات
Element 61: بروميثيوم (Pm), لانثانيدات
Element 62: ساماريوم (Sm), لانثانيدات
Element 63: يوروبيوم (Eu), لانثانيدات
Element 64: غادولينيوم (Gd), لانثانيدات
Element 65: تربيوم (Tb), لانثانيدات
Element 66: ديسبروسيوم (Dy), لانثانيدات
Element 67: هولميوم (Ho), لانثانيدات
Element 68: إربيوم (Er), لانثانيدات
Element 69: ثوليوم (Tm), لانثانيدات
Element 70: إتيربيوم (Yb), لانثانيدات
Element 71: لوتيشيوم (Lu), لانثانيدات
Element 72: هافنيوم (Hf), فلز انتقالي
Element 73: تانتالوم (Ta), فلز انتقالي
Element 74: تنجستن (W), فلز انتقالي
Element 75: رينيوم (Re), فلز انتقالي
Element 76: أوزميوم (Os), فلز انتقالي
Element 77: إريديوم (Ir), فلز انتقالي
Element 78: بلاتين (Pt), فلز انتقالي
Element 79: ذهب (Au), فلز انتقالي
Element 80: زئبق (Hg), فلز انتقالي
Element 81: ثاليوم (Tl), فلز ضعيف
Element 82: رصاص (Pb), فلز ضعيف
Element 83: بزموت (Bi), فلز ضعيف
Element 84: بولونيوم (Po), شبه فلز
Element 85: أستاتين (At), هالوجين
Element 86: رادون (Rn), غاز نبيل
Element 87: فرانسيوم (Fr), فلز قلوي
Element 88: راديوم (Ra), فلز قلوي ترابي
Element 89: أكتينيوم (Ac), أكتينيدات
Element 90: ثوريوم (Th), أكتينيدات
Element 91: بروتكتينيوم (Pa), أكتينيدات
Element 92: يورانيوم (U), أكتينيدات
Element 93: نبتونيوم (Np), أكتينيدات
Element 94: بلوتونيوم (Pu), أكتينيدات
Element 95: أمريسيوم (Am), أكتينيدات
Element 96: كوريوم (Cm), أكتينيدات
Element 97: بركيليوم (Bk), أكتينيدات
Element 98: كاليفورنيوم (Cf), أكتينيدات
Element 99: أينشتاينيوم (Es), أكتينيدات
Element 100: فرميوم (Fm), أكتينيدات
Element 101: مندليفيوم (Md), أكتينيدات
Element 102: نوبليوم (No), أكتينيدات
Element 103: لورنسيوم (Lr), أكتينيدات
Element 104: رذرفورديوم (Rf), فلز انتقالي
Element 105: دوبنيوم (Db), فلز انتقالي
Element 106: سيبورغيوم (Sg), فلز انتقالي
Element 107: بوريوم (Bh), فلز انتقالي
Element 108: هاسيوم (Hs), فلز انتقالي
Element 109: مايتنريوم (Mt), فلز انتقالي
Element 110: دارمشتاتيوم (Ds), فلز انتقالي
Element 111: رونتجينيوم (Rg), فلز انتقالي
Element 112: كوبرنيسيوم (Cn), فلز انتقالي
Element 113: نيهونيوم (Nh)
Element 114: فليروفيوم (Uuq)
Element 115: موسكوفيوم (Mc)
Element 116: ليفرموريوم (Lv)
Element 117: تينيسين (Ts)
Element 118: أوغانيسون (Og)
21Sc
المظهر
أبيض فضي
الخواص العامة
الاسم، العدد، الرمز سكانديوم، 21، Sc
تصنيف العنصر فلز انتقالي
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي 3، 4، d
الكتلة الذرية 44.955912 غ·مول−1
توزيع إلكتروني Ar]; 4s2 3d1]
توزيع الإلكترونات لكل غلاف تكافؤ 2, 8, 9, 2 (صورة)
الخواص الفيزيائية
الطور صلب
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) 2.985 غ·سم−3
كثافة السائل عند نقطة الانصهار 2.80 غ·سم−3
نقطة الانصهار 1814 ك، 1541 °س، 2806 °ف
نقطة الغليان 3109 ك، 2836 °س، 5136 °ف
حرارة الانصهار 14.1 كيلوجول·مول−1
حرارة التبخر 332.7 كيلوجول·مول−1
السعة الحرارية (عند 25 °س) 25.52 جول·مول−1·كلفن−1
ضغط البخار
ض (باسكال) 1 10 100 1 كيلو 10 كيلو 100 كيلو
عند د.ح. (كلفن) 1645 1804 (2006) (2266) (2613) (3101)
الخواص الذرية
أرقام الأكسدة 3, 2[1], 1 [2]
(أكاسيده قاعدية ضعيفة)
الكهرسلبية 1.36 (مقياس باولنغ)
طاقات التأين الأول: 633.1 كيلوجول·مول−1
الثاني: 1235.0 كيلوجول·مول−1
الثالث: 2388.6 كيلوجول·مول−1
نصف قطر ذري 162 بيكومتر
نصف قطر تساهمي 7±170 بيكومتر
نصف قطر فان دير فالس 211 بيكومتر
خواص أخرى
البنية البلورية نظام بلوري سداسي
المغناطيسية مغناطيسية مسايرة
مقاومة كهربائية (درجة حرارة الغرفة) (ألفا، عديد (بولي))
حسابي. 562 نانوأوم·متر
الناقلية الحرارية 15.8 واط·متر−1·كلفن−1 (300 كلفن)
التمدد الحراري (درجة حرارة الغرفة) (ألفا، عديد (بولي))
10.2 ميكرومتر/(م·كلفن)
معامل يونغ 74.4 غيغاباسكال
معامل القص 29.1 غيغاباسكال
معامل الحجم 56.6 غيغاباسكال
نسبة بواسون 0.279
صلادة برينل 750 ميغاباسكال
رقم CAS 7440-20-2
النظائر الأكثر ثباتاً
المقالة الرئيسية: نظائر السكانديوم
النظائر الوفرة الطبيعية عمر النصف نمط الاضمحلال طاقة الاضمحلال MeV ناتج الاضمحلال
44mSc مصطنع 58.61 ساعة ت.د 0.2709 44Sc
γ 1.0, 1.1, 1.2 44Sc
ε - 44Ca
45Sc 100% 45Sc هو نظير مستقر وله 24 نيوترون
46Sc مصطنع 83.79 يوم β 0.3569 46Ti
γ 0.889, 1.120 -
47Sc مصطنع 3.3492 يوم β 0.44, 0.60 47Ti
γ 0.159 -
48Sc مصطنع 43.67 ساعة β 0.661 48Ti
γ 0.9, 1.3, 1.0 -

يوجد السكانديوم في معظم رواسب مركبات الأتربة النادرة واليورانيوم ، ولكنها تُستخرج من هذه الخامات في عدد قليل من المناجم في جميع أنحاء العالم.بسبب قلة التوافر والصعوبات في إعداد السكانديوم المعدني ، والذي تم إجراؤه لأول مرة في عام 1937 ، لم يتم تطوير تطبيقات السكانديوم حتى السبعينيات ، عندما تم اكتشاف التأثيرات الإيجابية للسكانديوم على سبائك الألومنيوم ، واستخدامها في مثل هذه السبائك لا يزال التطبيق الرئيسي الوحيد. التجارة العالمية لأكسيد سكانديوم هي 15-20 طنًا في السنة.

خصائص مركبات السكانديوم وسيطة بين خصائص الألمنيوم والإيتريوم.توجد علاقة مائلة بين سلوك المغنيسيوم والسكانديوم ، تمامًا كما هو الحال بين البريليوم والألمنيوم.في المركبات الكيميائية للعناصر في المجموعة 3 ، تكون حالة الأكسدة السائدة +3.

الخصائصعدل

المميزات الكيميائيةعدل

السكانديوم معدن ناعم ذو مظهر فضي. يتحول إلى طبقة صفراء أو وردية قليلاً عندما يتأكسد بالهواء.إنه عرضة للعوامل الجوية ويذوب ببطء في معظم الأحماض المخففة.لا يتفاعل مع خليط 1: 1 من حمض النيتريك (HNO3) و 48٪ حمض الهيدروفلوريك (HF) ، ربما بسبب تكوين طبقة سلبية غير منفذة.تشتعل برادة السكانديوم في الهواء بلهب أصفر لامع لتكوين أكسيد السكانديوم.

النظائرعدل

في الطبيعة ، يوجد السكانديوم حصريًا كنظير 45Sc ، الذي له دوران نووي 7/2 ؛ هذا هو نظيره المستقر الوحيد.تم تصنيف ثلاثة عشر نظيرًا مشعًا بأكثرها ثباتًا وهو 46Sc ، والتي يبلغ عمر نصفها 83.8 يومًا ؛ 47 ثانية ، 3.35 يوم ؛ باعث البوزيترون 44Sc ، 4 ساعات ؛ و سكانديوم 48 43.7 ساعة.جميع النظائر المشعة المتبقية لها نصف عمر أقل من 4 ساعات ، ومعظم هذه النظائر ذات نصف عمر أقل من دقيقتين.يحتوي هذا العنصر أيضًا على خمسة نظائر نووية ، وأكثرها استقرارًا هو (44mSc (t1 / 2 = 58.6 h.

تتراوح نظائر السكانديوم من 36Sc إلى 60Sc. وضع الاضمحلال الأساسي عند الكتل الأقل من النظير المستقر الوحيد ، 45Sc ، هو التقاط الإلكترون ، والوضع الأساسي عند الكتل التي تعلوها هو انبعاث بيتا.منتجات الاضمحلال الأولية عند أوزان ذرية أقل من 45 درجة مئوية هي نظائر الكالسيوم ، والمنتجات الأولية من الأوزان الذرية الأعلى هي نظائر التيتانيوم.

الظهورعدل

في قشرة الأرض ، السكانديوم ليس نادرًا. تختلف التقديرات من 18 إلى 25 جزء في المليون ، وهي مماثلة لوفرة الكوبالت (20-30 جزء في المليون).السكانديوم هو العنصر الخمسين الأكثر شيوعًا على الأرض (المرتبة 35 الأكثر وفرة في القشرة) ، ولكنه العنصر الثالث والعشرون الأكثر شيوعًا في الشمس. ومع ذلك ، يتم توزيع السكانديوم بشكل ضئيل ويظهر بكميات ضئيلة في العديد من المعادن.المعادن النادرة من الدول الاسكندنافية ومدغشقر مثل ثورتفيتيت و يوكسينيت و الجادلولينيت هي المصادر المركزة الوحيدة المعروفة لهذا العنصر. يمكن أن يحتوي الثورتفيتيت على ما يصل إلى 45٪ من السكانديوم على شكل أكسيد سكانديوم.

يتم إنشاء الشكل المستقر من السكانديوم في السوبرنوفا عبر عملية r. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنشاء السكانديوم عن طريق تشظي الأشعة الكونية لنوى الحديد الأكثر وفرة.

  • 28Si + 17n → 45Sc ( عملية-r )
  • 56Fe + p → 45Sc + 11C + n ( تشظي الأشعة الكونية )

الإنتاجعدل

يبلغ الإنتاج العالمي من السكانديوم ما بين 15 و 20 طنًا سنويًا ، على شكل أكسيد سكانديوم. الطلب أعلى بحوالي 50٪ ، ويستمر كل من الإنتاج والطلب في الزيادة.في عام 2003 ، أنتجت ثلاثة مناجم سكانديوم فقط: مناجم اليورانيوم والحديد في جوفتي فودي في أوكرانيا ، ومناجم الأرض النادرة في بيان أوبو ، الصين ، ومناجم الأباتيت في شبه جزيرة كولا ، روسيا ؛ منذ ذلك الحين ، قامت العديد من البلدان الأخرى ببناء منشآت لإنتاج السكانديوم ، بما في ذلك 5 أطنان / سنة (7.5 طن / سنة Sc2O3) من قبل شركة Nickel Asia Corporation و Sumitomo Metal Mining في الفلبين.[بحاجة لمصدر]

في الولايات المتحدة ، تأمل شركة NioCorp Development في جمع مليار دولار لفتح منجم للنيوبيوم في موقع Elk Creek التابع لها في جنوب شرق ولاية نبراسكا والذي قد يكون قادرًا على إنتاج ما يصل إلى 95 طنًا من أكسيد سكانديوم سنويًا.


المراجععدل

  1. ^ McGuire, Joseph C. (1960). "Preparation and Properties of Scandium Dihydride". Journal of Chemical Physics. 33: 1584–1585. doi:10.1063/1.1731452. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  2. ^ Smith, R. E. (1973). "Diatomic Hydride and Deuteride Spectra of the Second Row Transition Metals". Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 332 (1588): 113–127. doi:10.1098/rspa.1973.0015. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  3. ^ "معلومات عن سكانديوم على موقع jstor.org". jstor.org. مؤرشف من الأصل في 29 مارس 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  4. ^ "معلومات عن سكانديوم على موقع mor.nlm.nih.gov". mor.nlm.nih.gov. مؤرشف من الأصل في 7 أبريل 2019. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  5. ^ "معلومات عن سكانديوم على موقع bigenc.ru". bigenc.ru. مؤرشف من الأصل في 08 ديسمبر 2019. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)