钪
原子序數為21的化學元素
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钪（拼音：kàng，注音：ㄎㄤˋ，粤拼：kong3；英语：Scandium；源于斯堪的纳维亚半岛拉丁语：scandia），是一种化学元素，其化学符号为Sc，原子序数为21，原子量为44.955908 u，是一种柔软、银白色的过渡性金属。它常跟钇、镧系元素等稀土金属 [4]混合存在。钪是在1879年由拉尔斯·弗雷德里克·尼尔松的团队，在斯堪的纳维亚半岛的黑稀金矿（euxenite）和硅铍钇矿（gadolinite）中，使用光谱分析发现的元素。
性质
化学性质
钪是银色的柔软金属，被空气氧化时略带浅黄色或粉红色。钪容易风化，在大多数稀酸中缓慢溶解。它不与硝酸（）和氢氟酸（）的1:1混合物反应，可能是由于形成了一个不渗透的钝化层。钪粉在空气中点燃，放出明亮的黄色火焰，形成氧化钪。[6]
）和
）的1:1混合物反应，可能是由于形成了一个不渗透的钝化层。钪粉在空气中点燃，放出明亮的黄色火焰，形成同位素
钪共有37个同位素，其中只有一种同位素()是稳定的。25种钪的放射性同位素已获得表征，其中最稳定的是46Sc，半衰期为 83.8天；接着是半衰期3.35天的47Sc；半衰期43.7小时的48Sc；以及会放出正电子的44Sc，它的半衰期为4小时。剩下的放射性同位素的半衰期都小于4小时，大部分都小于2分钟。钪也有五种同核异构体，其中最稳定的是半衰期58.6小时的44m2Sc。[7]
)是稳定的。25种钪的存在
在地球地壳中，钪并不稀有。钪的丰度预测在18至25 ppm之间，可以和钴（20–30 ppm）比较。钪是地球上第50常见的元素（地壳中第35常见的元素），但它是太阳中第23常见的元素。[8]然而，钪分布稀疏，在许多矿物中痕量存在。[9]来自斯堪的纳维亚[10]和马达加斯加[11]的稀有矿物如：钪钇石、黑稀金矿和硅铍钇矿是钪唯一已知的集中来源。钪钇石可以包含高达45%的以氧化钪形式存在的钪。[10]
- 28Si + 17n → 45Sc（R-过程）
- 56Fe + p → 45Sc + 11C + n（宇宙射线散裂）
化合物
钪化学几乎被三价钪离子 Sc3+主宰。M3+ 离子半径在下表中列出，表明钪离子的化学性质与钇离子的共同点多于与铝离子的共同点。部分由于这种相似性，钪通常被归类为类镧系元素。
氧化物和氢氧化物
卤化物
钪的卤化物 ScX3在 X= Cl、Br或I时，它们极易溶于水，但ScF3不溶于水。在这四种卤化物中，钪都是六配位的。这些卤化物都是路易斯酸：举个例子，ScF3 在有过量氟离子的溶液里会形成 [ScF6]3−。
有机钪化合物
不寻常氧化态
历史
生产
全球产量约每年15吨（三氧化二钪化合物），需求比供应量高50%。每年供需均在增长。
价格
应用
健康与安全
参见
参考文献
- ^ 1.0 1.1 McGuire, Joseph C.; Kempter, Charles P. Preparation and Properties of Scandium Dihydride. Journal of Chemical Physics. 1960, 33: 1584–1585. doi:10.1063/1.1731452.
- ^ 2.0 2.1 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. 1973, 332 (1588): 113–127. doi:10.1098/rspa.1973.0015.
- ^ F. Geoffrey N. Cloke; Karl Khan & Robin N. Perutz. η-Arene complexes of scandium(0) and scandium(II). J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1991, (19): 1372–1373. doi:10.1039/C39910001372.
- ^ IUPAC Recommendations, NOMENCLATURE OF INORGANIC CHEMISTRY
- ^ Mineral Commodity Summaries 2020 (PDF). US Geological Survey Mineral Commodities Summary 2020. US Geological Survey. [10 February 2020]. （原始内容存档 (PDF)于2021-05-09）.
- ^ "Scandium （页面存档备份，存于互联网档案馆）." Los Alamos National Laboratory. Retrieved 2013-07-17.
- ^ 7.0 7.1 Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik. The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties. Nuclear Physics A. 2003, 729 (1): 3–128 [2021-10-02]. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. CiteSeerX 10.1.1.692.8504
. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. （原始内容存档于2021-11-04）.
- ^ Lide, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics
. Boca Raton: CRC Press. 2004: 4–28. ISBN 978-0-8493-0485-9.
- ^ Bernhard, F. Scandium mineralization associated with hydrothermal lazurite-quartz veins in the Lower Austroalpie Grobgneis complex, East Alps, Austria. Mineral Deposits in the Beginning of the 21st Century. Lisse: Balkema. 2001. ISBN 978-90-265-1846-1.
- ^ 10.0 10.1 Kristiansen, Roy. Scandium – Mineraler I Norge (PDF). Stein. 2003: 14–23 [2021-10-02]. （原始内容存档 (PDF)于2021-02-28） （挪威语）.
- ^ von Knorring, O.; Condliffe, E. Mineralized pegmatites in Africa. Geological Journal. 1987, 22: 253. doi:10.1002/gj.3350220619.
- ^ Cameron, A.G.W. Stellar Evolution, Nuclear Astrophysics, and Nucleogenesis (PDF). CRL-41. June 1957 [2021-10-02]. （原始内容存档 (PDF)于2021-08-19）.
- ^ Cotton, Simon. Lanthanide and actinide chemistry. John Wiley and Sons. 2006: 108– [2011-06-23]. ISBN 978-0-470-01006-8. （原始内容存档于2021-08-21）.
- ^ Christensen, A. Nørlund; Stig Jorgo Jensen. Hydrothermal Preparation of α-ScOOH and of γ-ScOOH. Crystal Structure of α-ScOOH. Acta Chemica Scandinavica. 1967, 21: 1121–126. doi:10.3891/acta.chem.scand.21-0121 .
- ^ Shapiro, Pamela J.; et al. Model Ziegler-Natta α-Olefin Polymerization Catalysts Derived from [{(η5−C5Me4)SiMe2(η1−NCMe3)}(PMe3)Sc(μ2−H)]2 and [{(η5−C5Me4)SiMe2(η1−NCMe3)}Sc(μ1−CH2CH2CH3)]2. Synthesis, Structures and Kinetic and Equilibrium Investigations of the Catalytically active Species in Solution. Journal of the American Chemical Society. 1994, 116 (11): 4623. doi:10.1021/ja00090a011.
- ^ Corbett, J. D. Extended metal-metal bonding in halides of the early transition metals. Accounts of Chemical Research. 1981, 14 (8): 239–246. doi:10.1021/ar00068a003.
- ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
- ^ Polly L. Arnold; F. Geoffrey; N. Cloke; Peter B. Hitchcock & John F. Nixon. The First Example of a Formal Scandium(I) Complex: Synthesis and Molecular Structure of a 22-Electron Scandium Triple Decker Incorporating the Novel 1,3,5-Triphosphabenzene Ring. Journal of the American Chemical Society. 1996, 118 (32): 7630–7631. doi:10.1021/ja961253o.
- ^ F. Geoffrey N. Cloke; Karl Khan & Robin N. Perutz. η-Arene complexes of scandium(0) and scandium(II). Journal of the Chemical Society, Chemical Communications. 1991, (19): 1372–1373. doi:10.1039/C39910001372.
- ^ Ana Mirela Neculai; Dante Neculai; Herbert W. Roesky; Jörg Magull; Marc Baldus; et al. Stabilization of a Diamagnetic ScIBr Molecule in a Sandwich-Like Structure. Organometallics. 2002, 21 (13): 2590–2592. doi:10.1021/om020090b.
- ^ Polly L. Arnold; F. Geoffrey; N. Cloke & John F. Nixon. The first stable scandocene: synthesis and characterisation of bis(η-2,4,5-tri-tert-butyl-1,3-diphosphacyclopentadienyl)scandium(II). Chemical Communications. 1998, (7): 797–798. doi:10.1039/A800089A.
- ^ Nilson, Lars Fredrik. Sur l'ytterbine, terre nouvelle de M. Marignac. Comptes Rendus. 1879, 88: 642–647 [2019-06-26]. （原始内容存档于2021-04-28） （法语）.
- ^ Nilson, Lars Fredrik. Ueber Scandium, ein neues Erdmetall. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 1879, 12 (1): 554–557. doi:10.1002/cber.187901201157 （德语）.
- ^ Fischer, Werner; Brünger, Karl; Grieneisen, Hans. Über das metallische Scandium. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 1937, 231 (1–2): 54–62. doi:10.1002/zaac.19372310107 （德语）.
- ^ Mineral Commodity Summaries. USGS. [2020-09-13].
- ^ Ahmad, Zaki. The properties and application of scandium-reinforced aluminum. JOM. 2003, 55 (2): 35. Bibcode:2003JOM....55b..35A. doi:10.1007/s11837-003-0224-6.
- ^ Horovitz, Chaim T.; Birmingham, Scott D. Biochemistry of Scandium and Yttrium. Springer. 1999 [2021-10-02]. ISBN 978-0-306-45657-2. （原始内容存档于2022-01-02）.
- ^ Haley, Thomas J.; Komesu, L.; Mavis, N.; Cawthorne, J.; Upham, H. C. Pharmacology and toxicology of scandium chloride. Journal of Pharmaceutical Sciences. 1962, 51 (11): 1043–5. PMID 13952089. doi:10.1002/jps.2600511107.
外部链接
- 元素钪在洛斯阿拉莫斯国家实验室的介绍（英文）
- EnvironmentalChemistry.com —— 钪（英文）
- 元素钪在The Periodic Table of Videos（诺丁汉大学）的介绍（英文）
- 元素钪在Peter van der Krogt elements site的介绍（英文）
- WebElements.com – 钪（英文）