Eigenschaften                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Ar 3d1 4s2 21 Sc Periodensystem Allgemein Name, Symbol, Ordnungszahl Scandium, Sc, 21 Serie Übergangsmetalle Gruppe, Periode, Block 3, 4, d Aussehen silbrig weiß CAS-Nummer 7440-20-2 Massenanteil an der Erdhülle 5,1 ppm[1] Atomar [2] Atommasse 44,955910 u Atomradius (berechnet) 160 (184) pm Kovalenter Radius 170 pm Elektronenkonfiguration Ar 3d1 4s2 Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 9, 2 1. Ionisierungsenergie 633,1 kJ/mol 2. Ionisierungsenergie 1235,0 kJ/mol 3. Ionisierungsenergie 2388,6 kJ/mol Physikalisch [2] Aggregatzustand fest Kristallstruktur hexagonal Dichte 2,985 g/cm3 Mohshärte 2,5 Magnetismus paramagnetisch (χm = 2,6 · 10−4)[3] Schmelzpunkt 1814 K (1541 °C) Siedepunkt 3103 K (2830 °C) Molares Volumen 15,00 · 10−6 m3/mol Verdampfungswärme 318 kJ/mol Schmelzwärme 16 kJ/mol Spezifische Wärmekapazität 586 [1] J/(kg · K) Elektrische Leitfähigkeit 1,81 · 106 A/(V · m) Wärmeleitfähigkeit 16 W/(m · K) Chemisch [2] Oxidationszustände 3 Oxide (Basizität) Sc2O3 (schwach basisch) Normalpotential −2,03 V (Sc3+ + 3 e− → Sc) Elektronegativität 1,36 (Pauling-Skala) Isotope Isotop NH t1/2 ZM ZE (MeV) ZP 43Sc {syn.} 3,891 h ε 2,221 43Ca 44Sc {syn.} 3,927 h ε 3,653 44Ca 45Sc 100 % Stabil 46Sc {syn.} 83,79 d β− 2,367 46Ti 47Sc {syn.} 3,3492 d β− 0,600 47Ti 48Sc {syn.} 43,67 h β− 3,994 48Ti 49Sc {syn.} 57,2 min β− 2,006 49Ti Weitere Isotope siehe Liste der Isotope NMR-Eigenschaften   Spin γ in rad·T−1·s−1 E fL bei B = 4,7 T in MHz 45Sc 7/2 6,508 · 107 0,302 24,29 Sicherheitshinweise Gefahrstoffkennzeichnung [4] Scandium-Pulver Leicht- entzündlich (F) R- und S-Sätze R: 11 (Pulver) S: 16-43(Pulver) Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Scandium (von lat. Scandia „Skandinavien“) ist ein chemisches Element mit dem Symbol Sc und der Ordnungszahl 21. Im Periodensystem steht es in der 3. Nebengruppe (Gruppe 3) oder Scandiumgruppe. Das weiche, silberweiße Element ist das erste der Übergangsmetalle und wird auch den Metallen der Seltenen Erden zugerechnet. Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Vorkommen 3 Gewinnung und Herstellung 4 Eigenschaften 5 Verwendung 6 Sicherheitshinweise 7 Verbindungen 8 Einzelnachweise 9 Weblinks Bearbeiten Geschichte Scandium wurde 1879 von Lars Fredrik Nilson entdeckt. Aus 10 kg Euxenit und Gadolinit isolierte er ein Oxid mit bisher unbekannten Eigenschaften. Das von ihm vermutete neue Element nannte er zu Ehren seiner Heimat „Scandium“. Schon 1869 sagte Dmitri Iwanowitsch Mendelejew ein Element Eka-Bor mit der Ordnungszahl 21 voraus. Erst Per Teodor Cleve erkannte später die Übereinstimmung des Scandiums mit dem Eka-Bor. Reines Scandium wurde erstmals 1937 elektrolytisch aus einer eutektischen Schmelze aus Kalium-, Lithium- und Scandiumchlorid bei 700 bis 800 °C hergestellt. Bearbeiten Vorkommen Scandium gehört zu den seltenen Elementen. Elementar kommt es nicht vor, nur in einigen seltenen Mineralien findet man es in angereicherter Form:[5] Thortveitit: (Sc,Y)2Si2O7 Euxenit: (Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6 Gadolinit Y2Fe2+Be2Si2O10 Ixiolit: (Ta,Nb,Sn,Mn,Fe)4O8 Bazzit: (Sc,Al)2Be3Si6O18 Kolbeckit: ScPO4 · 2 H2O Scandium findet sich in geringer Konzentration in über 800 Mineralien. Es ist daher auch in Erzkonzentraten der Übergangsmetalle als „Verunreinigung“ enthalten. Hierzu zählen russische und chinesische Wolframit- und Tantalitkonzentrate. Auch bei der Aufbereitung uranhaltiger Erze fallen Scandiumverbindungen an. Die blaue Färbung des Aquamarins, einer Spielart des Berylls, soll durch Sc3+-Ionen verursacht werden. Bearbeiten Gewinnung und Herstellung Als Ausgangsstoff dient hauptsächlich Thortveitit, das in mehreren Verfahrensschritten zum Scandiumoxid aufbereitet wird. Metallisches Scandium wird anschließend durch Umsetzung zum Fluorid und Reduktion mit Calcium erzeugt. Bearbeiten Eigenschaften reines Scandium, sublimiert-dendritisch Aufgrund seiner Dichte zählt Scandium zu den Leichtmetallen. An Luft wird es matt, es bildet sich eine schützende gelbliche Oxidschicht. Scandium reagiert mit verdünnten Säuren unter Bildung von Wasserstoff und dreiwertigen Kationen. In Wasserdampf erfolgt ab 600 °C die Umsetzung zu Scandiumoxid Sc2O3. In wässrigen Lösungen verhalten sich Sc-Kationen ähnlich wie Aluminium, was bei analytischen Trennungen oftmals Schwierigkeiten bereitet. In einer Mischung aus Salpetersäure und 48 % Fluorwasserstoff soll es beständig sein. Bearbeiten Verwendung Seine Hauptanwendung findet Scandium als Scandiumiodid in Hochleistungs-​Hochdruck-​Quecksilberdampflampen, beispielsweise zur Stadionbeleuchtung. Zusammen mit Holmium und Dysprosium entsteht ein dem Tageslicht ähnliches Licht. Scandium wird auch zur Herstellung von Laserkristallen verwendet. Magnetischen Datenspeichern wird Scandiumoxid zur Erhöhung der Ummagnetisierungsgeschwindigkeit zugesetzt. Scandium als Scandiumchlorid wird in Mikromengen als ein sehr wichtiger Bestandteil im Katalysator bei der Chlorwasserstoffherstellung eingesetzt. Als Legierungszusatz zeigt Scandium gefügestabilisierende und korngrößenfeinende Effekte. Eine Aluminium-​Lithium-​Legierung mit geringem Scandiumzusatz wird zur Herstellung einiger Bauteile in russischen Kampfflugzeugen verwendet. Auch in der modernen Fahrradindustrie (siehe Rennrad) werden Scandiumlegierungen eingesetzt. Diese Legierungen enthalten ebenfalls nur relativ wenig Scandium. Bearbeiten Sicherheitshinweise Scandiumpulver ist brennbar und daher als feuergefährlich einzustufen. Bearbeiten Verbindungen Scandiumoxid Sc2O3 Scandiumfluorid ScF3 Scandiumchlorid ScCl3 Scandiumiodid ScI3 Bearbeiten Einzelnachweise ↑ a b Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3. ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Scandium) entnommen. ↑ Weast, Robert C. (ed. in chief): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. Seiten E-129 bis E-145. ISBN 0-8493-0470-9. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert. ↑ Eintrag zu Scandium in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 27. April 2008 (JavaScript erforderlich). ↑ Michael Fleischer und Joseph A. Mandarino: Glossary of Mineral Specimens 1991, The Mineragical Record Inc., Tucson. Bearbeiten Weblinks  Wiktionary: Scandium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen  Commons: Scandium – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien Periodensystem der Elemente H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo Alkalimetalle Erdalkalimetalle Lanthanoide Actinoide Übergangsmetalle Metalle Halbmetalle Nichtmetalle Halogene Edelgase   Normdaten: SWD in der DNB: 4051871-1