ScandiumScandium, symbolo elementi Sc et numero atomico 21, facile in aqua solubile est, cum aqua calida interagere potest, et facile in aere obscuratur. Valentia eius principalis est +3. Saepe cum gadolinio, erbio, aliisque elementis miscetur, cum parvo proventu et contento circiter 0.0005% in crusta. Scandium saepe ad vitrum speciale et mixturas leves altae temperaturae faciendas adhibetur.
In praesenti, copiae probatae scandii in mundo tantum duo miliones talentorum sunt, quarum 90~95% in bauxite, phosphoritis et ferro-titanio mineris continentur, et parva pars in uranio, thorio, tungsteni et mineris terrarum rararum, praesertim in Russia, Sinis, Tadzikistania, Madagascaria, Norvegia et aliis terris distributae. Sina dives est in opibus scandii, cum ingentibus copiis mineralibus ad scandium pertinentibus. Secundum statisticas imperfectas, copiae scandii in Sina sunt circiter 600 000 talentorum, quae continentur in depositis bauxiti et phosphoriti, depositis tungsteni porphyrici et venis quartz in Sinis meridionalibus, depositis terrarum rararum in Sinis meridionalibus, deposito ferri terrarum rararum Bayan Obo in Mongolia Interiori, et deposito vanadii titanii magnetiti Panzhihua in Sichuan.
Propter scandii raritatem, pretium scandii etiam altissimum est, et in culmine suo, pretium scandii ad decies maius pretium auri inflatum est. Quamquam pretium scandii cecidit, adhuc quater maius pretium auri est!
Historiam Inveniendo
Anno MDCCCLXIX, Mendeleev hiatum in massa atomica inter calcium (40) et titanium (48) animadvertit, et praedixit etiam elementum intermedium massae atomicae nondum inventum hic esse. Praedixit eius oxidum esse X₂OÅ. Scandium anno MDCCCLXXIX a Lars Frederik Nilson Universitatis Upsaliensis in Suecia inventum est. Is id ex fodina auri nigri rari extraxit, minerali complexo quod octo genera oxidorum metallorum continet. Extraxit.Oxidum erbii(III)ex auri nigri rari, et obtentumOxidum Ytterbii(III)ex hoc oxido, et est aliud oxidum elementi levioris, cuius spectrum ostendit id esse metallum ignotum. Hoc est metallum a Mendeleev praedictum, cuius oxidum estSc₂O₃Scandium ipsum metallum productum est exScandium chloridumper liquefactionem electrolyticam anno MCMXXXVII.
Mendeleev
Configuratio electronica
Configuratio electronica: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶
Scandium est metallum transitionis molle, argenteo-album, cuius punctum liquefactionis est 1541°C et punctum ebullitionis est 2831°C.
Per longum tempus post inventionem, usus scandii propter difficultatem productionis non demonstratus est. Cum crescente emendatione methodorum separationis elementorum terrarum rararum, nunc processus maturus ad purificanda composita scandii existit. Quia scandium minus alcalinum est quam yttrium et Lanthanidum, hydroxidum est infirmissimum, itaque minerale mixtum elementorum terrarum rararum scandium continens ab elemento terrarum rararum separabitur per methodum "praecipitationis gradualis" cum Scandium(III) hydroxidum cum ammonia tractatur postquam in solutionem translatum est. Altera methodus est separare Scandium nitratum per decompositionem polarem nitrati. Quia scandium nitratum facillime dissolvitur, scandium separari potest. Praeterea, recuperatio completa scandii concomitantis ex uranio, thorio, tungsteni, stanno et aliis depositis mineralibus etiam fons magni momenti scandii est.
Postquam compositum scandii purum obtinetur, in ScCl Å convertitur et cum KCl et LiCl co-liquefacitur. Zincum liquefactum ut cathodus electrolysis adhibetur, quo facto scandium in electrodo zinci praecipitat. Deinde zincum evaporatur ut scandium metallicum obtineatur. Hoc est metallum leve, argenteum album, proprietatibus chemicis valde activis, quod cum aqua calida reagere potest ad gas hydrogenium generandum. Itaque scandium metallicum, quod in imagine vides, in ampulla inclusum et gas argonico protegitur, alioquin scandium celeriter stratum oxidi flavum obscurum vel cinereum formabit, splendorem metallicum nitidum amittens.
Applicationes
Industria illuminationis
Usus scandii in directiones clarissimas concentrantur, nec nimis est Filium Lucis appellare. Primum telum magicum scandii lucerna scandio-natria appellatur, qua ad lucem milia familiarum afferendam adhiberi potest. Haec est lux electrica halogenida metallica: bulbus ioduro natrii et scandio triioduro repletur, et scandium et lamina natrii simul adduntur. Durante exoneratione altae tensionis, iones scandii et iones natrii respective lucem longitudinum undarum emissionis suae characteristicae emittunt. Lineae spectrales natrii sunt 589.0 et 589.6 nm, duae luces flavae famosae, dum lineae spectrales scandii sunt 361.3~424.7 nm, series emissionum lucis prope ultraviolaceae et caeruleae. Quia se invicem complent, color lucis totius productus est lux alba. Quia lucernae scandio-natrii proprietates habent magnae efficientiae luminosae, boni coloris lucis, conservationis energiae, longae vitae utilis, et validae facultatis nebulam frangendi, late adhiberi possunt pro cameris televisificis, foris, locis ludorum athleticorum, et illuminatione viarum, et ut fontes lucis tertiae generationis notae sunt. In Sinis, hoc genus lucernae paulatim ut nova technologia promovetur, dum in quibusdam terris progressis, hoc genus lucernae iam ab initio annorum 1980 late in usu erat.
Alterum telum magicum scandii sunt cellulae solares photovoltaicae, quae lucem in terra dispersam colligere et in electricitatem convertere possunt ad societatem humanam impellendam. Scandium est optimum metallum impedimentum in cellulis solaribus silicii semiconductoris insulatoribus metallicis et cellulis solaribus.
Tertium telum magicum eius fons radiorum γ A appellatur. Hoc telum magicum per se clare lucere potest, sed huiusmodi lumen oculo nudo recipi non potest, fluxus photonum altae energiae est. Solemus 45Sc ex mineralibus extrahere, qui soli isotopi naturales scandii sunt. Quisque nucleus 45Sc 21 protones et 24 neutrones continet. 46Sc, isotopus radioactivus artificialis, ut fontes radiationis γ vel atomi vestigatores etiam ad radiotherapiam tumorum malignorum adhiberi potest. Applicationes etiam sunt ut laser yttrium gallium scandium granati.Scandii fluoridumFibra optica vitrea infrarubra, et tubus radiorum cathodicorum scandio obductus in televisione. Videtur scandium cum splendore natum esse.
Industria mixturarum metallorum
Scandium in forma elementari late adhibitum est ad dopandas mixturas aluminii. Si paucae millesimae partes scandii aluminio addantur, nova phasis Al3Sc formabitur, quae munus metamorphismi in mixtura aluminii aget et structuram proprietatesque mixturae significanter mutabit. Additio 0.2%~0.4% Sc (quod simile est proportioni salis ad olerum frictorum domi addito, paulum tantum requiritur) temperaturam recrystallizationis mixturae 150-200°C augere potest, et firmitatem altae temperaturae, stabilitatem structurae, facultatem ferrariae, et resistentiam corrosionis significanter emendare. Etiam phaenomenon fragilitatis, quod facile fit per laborem diuturnum ad altas temperaturas, vitare potest. Mixturae aluminii altae firmitatis et tenacitatis, novae mixturae aluminii ferrariae corrosioni resistentes altae firmitatis, novae mixturae aluminii altae temperaturae, mixturae aluminii altae firmitatis et irradiationi neutronicae resistentes, etc., prospectus progressionis valde attractivos habent in industria aëronautica, aviatica, navibus, reactoribus nuclearibus, vehiculis levibus et traminibus celeribus.
Scandium etiam est modificator egregius ferri, et parva scandii quantitas potest insigniter augere robur et duritiam ferri fusi. Accedit quod scandium etiam adhiberi potest ut additivum pro mixturis tungsteni et chromii altae temperaturae. Scilicet, praeterquam quod vestes nuptiales pro aliis conficiunt, scandium habet punctum liquefactionis altum et densitatem eius similem est aluminio, et etiam in mixturis levibus alto puncto liquefactionis, ut in mixturis scandii titanii et in mixturis scandii magnesii, adhibetur. Attamen, propter pretium altum, plerumque tantum in industriis fabricatoriis summae qualitatis, ut in navibus spatialibus et in missilis, adhibetur.
Materia ceramica
Scandium, substantia singularis, plerumque in mixturis metallicis adhibetur, et oxida eius munus magnum in materiis ceramicis simili modo agit. Materia ceramica zirconiae tetragonalis, quae ut materia electrodi pro cellis combustibilibus oxidi solidi adhiberi potest, proprietatem singularem habet ubi conductivitas huius electrolyti cum temperatura et concentratione oxygenii in ambitu crescente crescit. Attamen structura crystallina huius materiae ceramicae ipsa stabile exsistere non potest et nullum valorem industrialem habet; necesse est aliquas substantias addere quae hanc structuram figere possunt ut proprietates eius originales conserventur. Addendo 6~10% oxidi scandii simile est structurae concretae, ita ut zirconia in reticulo quadrato stabiliri possit.
Sunt etiam materiae ceramicae machinales, ut nitridum silicii altae firmitatis et temperaturae resistente, ut densitates et stabilimenta.
Ut densificator,Scandii oxidumPhasem refractariam Sc₂Si₂O₇ in margine particularum minutarum formare potest, ita deformationem ceramicarum machinalium sub alta temperatura minuens. Comparatus cum aliis oxydis, proprietates mechanicas nitridi silicii sub alta temperatura melius augere potest.
Chemia catalytica
In arte chemica, scandium saepe ut catalysator adhibetur, dum Sc₂O₃ ad dehydrationem et deoxidationem ethanoli vel isopropanoli, ad decompositionem acidi acetici, et ad productionem ethyleni ex CO et H₂ adhiberi potest. Catalysator PtAl continens Sc₂O₃ etiam catalysator magni momenti est ad hydrogenationem, purificationem et processus refinationis olei gravis in industria petrochemica. In reactionibus fractionis catalyticae, ut Cumene, activitas catalysatoris zeolithi Sc-Y mille vicibus maior est quam catalysatoris silicati aluminii; comparatione cum quibusdam catalysatoribus traditis, prospectus progressionis catalysatorum scandii valde clari erunt.
Industria energiae nuclearis
Addita parva quantitate Sc₂O₃ ad UO₂ in combustibili nucleari reactoris altae temperaturae transformationem clathri, augmentum voluminis, et fissuras a conversione UO₂ ad U₃O₃ causatas evitare potest.
Cellula combustibilis
Similiter, addendo 2.5% ad 25% scandii batteriis nickel-alcalinis, vita eorum utilis augebitur.
Agriculturae propagatio
In agricultura, semina ut frumentum Indicum, betae, pisi, tritici et helianthi cum scandio sulfato tractari possunt (concentratio plerumque est 10⁻³~10⁻⁸ mol/L, plantae differentes aliter habebunt), et effectus germinationem promovendi ipse consecutus est. Post octo horas, pondus siccum radicum et gemmarum 37% et 78% respective comparatum cum plantulis auctum est, sed mechanismus adhuc sub investigatione est.
Ab attentione Nielseniana ad debitum notitiarum massae atomicae ad hodiernum diem, scandium in visionis hominum tantum centum vel viginti annos ingressus est, sed fere centum annos in subsellio sedit. Non ante vigorem scientiae materialium exeunte saeculo proximo progressum ei vitalitatem attulit. Hodie, elementa terrarum rararum, inter quae scandium, stellae fervidae in scientia materialium factae sunt, partes semper mutantes in milibus systematum agentes, maiorem commoditatem in vita nostra quotidie afferentes, et valorem oeconomicum creantes quem etiam difficilius metiri potest.
Tempus publicationis: Iun-XXIX-MMXXIII