فلز اسکاندیم

اطلاعات اولیه

اسکاندیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Sc و عدد اتمی 21 می باشد. اسکاندیم که عنصری واسطه، نرم و نقره ای سفید است، در مواد معدنی کمیاب موجود در اسکاندیناوی وجود داشته، گاهی اوقات به همراه ایتریم و لانتانیدها به عنوان عنصر خاکی کمیاب طبقه بندی می شود.

تاریخچه

اسکاندیم ( واژه لاتین Scandia به معنی اسکاندیناوی) توسط Lars Fredrick Nilson در سال 1879 هنگامیکه او و گروهش مشغول جستجوی فلزات قلیایی خاکی بودند، کشف شد. نیلسون برای کشف عنصر جدید در مواد معدنی euxenite و gadolinite از تحلیل طیفی استفاده نمود. او برای جداسازی این عنصر از 10 کیلوگرم euxenite با باقیمانده سایر عناصر خاکی کمیاب استفاده کرد و تقریباً 2 گرم اکسید اسکاندیم بسیار خالص  تهیه نمود.

سال 1869 "Dmitri Mendeleev" با استفاده از قانون تناوبی نسبی عناصر خود، وجود این عنصر و برخی خصوصیات آن را که ekaboron نامید، پیش بینی نمود. "Per Theodor Cleve" تقریباً همزمان با Nilson اکسید اسکاندیم را کشف کرد، اما بر خلاف نیلسون او اسکاندیم را مشابه ekaboron در نظر گرفت.

سال 1937 برای اولین بار اسکاندیم فلزی با روش الکترولیز خوش گدازه مذاب پتاسیم، لیتیم و کلریدهای اسکاندیم در دمای 800-700 درجه سانتی گراد تهیه شد. مفتول تنگستن در حوضچه روی مایع، الکترودهای دیر گداز گرافیت بودند. اولین پوند از فلز اسکاندیم تا قبل از سال 1960 تولید نشده بود.

پیدایش

مواد معدنی کمیاب موجود در اسکاندیناوی و ماداگاسکار از قبیل thortveitite , euxenite و gadolinite تنها منابع شناخته شده این عنصر هستند.عنصر 21، بیست و سومین عنصر فراوان موجود در خورشید و ستارگان مشابه است اما در روی زمین پنجاهمین عنصر فراوان محسوب می شود.

اسکاندیم به طور گسترده ای روی زمین پراکنده است و به صورت مقادیر بسیار ناچیز در بیش از 80 ماده معدنی وجود دارد. ظاهراً رنگ آبی گونه زمرد کبود بریل به سبب اسکاندیم است. این عنصر بخش مهمی از ماده معدنی کمیاب thortveitite است و در پس مانده هایی که پس از استخراج تنگستن از Zinnwald wolframite به جا می ماند، وجود دارد.

Thortveitite منبع اصلی اسکاندیم است. علاوه بر آن، محصول جانبی مراحل پایانی کارخانه اورانیم نیز منبع مهم دیگری محسوب می شود. اسکاندیم خالص را به صورت تجاری از کاهش فلورید اسکاندیم به وسیله کلسیم تولید می کنند.

خصوصیات قابل توجه

اسکاندیم، عنصری است فلزی، کمیاب، نرم، سیمگون، سه ظرفیتی و بسیار سبک که اگر در معرض هوا قرار بگیرد، رنگ تا حدی زردفام یا صورتی تولید می کند. این عنصر، بیش از آلومینیم یا تیتانیم به ایتریم و فلزات خاکی کمیاب شبیه است. رایج ترین حالت اکسیداسیون اسکاندیم، 3+ است و این فلز تحت تأثیر مخلوط 1:1 HNO3 و 48% HF قرار نمی گیرد.