اسکاندیم

اِسکاندیُم \ [e]skāndiyom\ (Sc)، عنصری شیمیایی، از فلزات خاکهای کمیاب، جزو گروه IIIb از عناصر واسطه در جدول تناوبی عناصر. اسکاندیم فلزی به‌نسبت نرم و به رنگ سفیدِ نقره‌ای است.
دیمیتری ایوانُویچ مِندِلیِف، شیمی‌دان روس، در 1871م برپایۀ قانون تناوبی، وجود این عنصر را پیش‌بینی کرد و به‌طور موقت، آن را اِکابُرُن نامید. لارس فرِدریک نیلسُن، شیمی‌دان سوئدی، در 1879م اکسید اسکاندیم را، که اِسکاندیا نامیده شد، در کانیهای خاک کمیابِ گادُلینیت و اُگزِنیت در اسکاندیناوی (ه‌ م) یافت. او این عنصر را، به افتخار اسکاندیناوی، اسکاندیم نامید. در همان سال، پِر تِئودُر کلِوه، دیگر شیمی‌دان سوئدی، اسکاندیم را با اکابرنِ فرضیِ مندلیف یکی دانست.
اسکاندیم، در نسبتهای کم، در بسیاری از کانه‌های خاک کمیاب سنگین در اسکاندیناوی و جاهای دیگر، و در بسیاری از کانه‌های قلع و تنگستن یافت می‌شود. تورتوِیتیت کانی کمیابی است که دارای سیلیکات مختلطی از اسکاندیم ایتریم است و در مقادیر تجارتی، تنها در ایسلند، نروژ و ماداگاسکار پیدا می‌شود. اسکاندیم همچنین در محصولات شکافت هسته‌ای یافت می‌شود. فراوانی کیهانی اسکاندیم به‌نسبت زیاد است. این عنصر کم‌وبیش پنجاهمین عنصر فراوان روی زمین و بیست و سومین عنصر فراوان در خورشید است.
اسکاندیم را به آسانی می‌توان با رسوب دادن پتاسیم اسکاندیم سولفاتِ بسیار نامحلول، یا از راه استخراج اسکاندیم تیوسیانات با حلال دی‌اتیل اتر، از دیگر خاکهای کمیاب جدا کرد. فلز اسکاندیم نخستین‌بار در 1938م از راه برقکافت (الکترولیز) کلریدهای پتاسیم، لیتیم و اسکاندیم در یک مخلوط اُتِکتیک (مخلوطی که پایین‌ترین نقطۀ ذوب ممکن را با این اجزای سازنده دارد) به دست آمد. امروزه اسکاندیم در مقیاس کم، و بیشتر به‌صورت محصول فرعی در استخراج اورانیم از کانیِ داویدیت، که حدود 02/ 0٪ اسکاندیم اکسید دارد، تولید می‌شود.
کاربردهای اندکی برای این فلز نادر وجود داشته است. به‌سبب چگالی کم و نقطۀ ذوب بالای این فلز، می‌توان آن را به‌عنوان عامل آلیاژدهنده، در ابزارهایی که به فلزات سبک‌وزن نیاز دارند، به‌کار برد. پس از تابش‌دهی به اسکاندیم در پیل اتمی، این عنصر می‌تواند با نیم‌عمری برابر 85 روز، تابش گامای نیرومندی گسیل کند و از این رو، می‌تواند در پرتودرمانی به کار گرفته شود. اسکاندیم اکسید و دیگر ترکیبات اسکاندیم را به‌عنوان کاتالیزگر نیز به کار می‌برند. همچنین در کشاورزی، محلول آبیِ بسیار رقیق اسکاندیم سولفات برای افزایش رشد غلات و دیگر گیاهان به‌کار می‌رود.
شیمیِ اسکاندیم به عنصرهای سه‌ظرفیتی خاکِ کمیاب شباهت نزدیک‌تری دارد تا به شیمی آلومینیم یا تیتانیم. با این همه، برخی از رفتارهای اسکاندیم، به‌سبب شعاع یونی بسیار کوچک‌تر آن (73/ 0 آنگستروم) از میانگین شعاع یونی عناصر خاک کمیاب (96/ 0 آنگستروم)، با این عنصرها متفاوت است. به این دلیل، یون Sc3+ یک اسید نسبتاً قوی است و تمایل بسیار بیشتری برای تشکیل یونهای همتافت (کمپلکس) دارد. این یون همچنین پارامغناطیسی است. اسکاندیم طبیعی تماماً تشکیل‌شده از ایزوتوپ پایدار اسکاندیم-45 است.
عدد اتمی: 21
وزن اتمی: 956/ 44
نقطۀ ذوب: C°539‘1
نقطۀ جوش: C°832‘2
گرانی ویژه: 989/ 2 (C°25)
حالت اکسایش: 3+

آرایش الکترونی: [Ar] 3d1 4s2

مآخذ

CE, 6th edition;
EA, 2006;
EB, 2010;
ME, 2008.
بخش علوم پایه و مهندسی