Скандий (Sc)

[scandium] (от латинского Scandia-Скандинавия) — элемент III группы Периодической системы, атомный номер 21, атомная масса 44,95. В природе известен один стабильный изотоп — ⁴⁵Sc. Из искусственных радиоактивных изотопов Sc используют ⁴⁶Sc (T_1/2 = 83,8 сут). Sc открыт шведским химиком Л. Ф. Нильсоном в 1879 г. в составе оксида; металлический Sc получил в 1937 г. немецкий химик В. Фишер. Существование Sc и его свойства предсказаны в 1871 г. Д. И. Менделеевым. Sc — светло-серый металл; кристаллизуется в гексагональной плотнейшей решетке (а = 330,8 пм, с = 526,8 пм); γ = 2,989 г/см³; t_пл = 1541°С, t_кип = 2836 °С; c_{25 °С} = 25,52 Дж/(моль • К); р = 51—41 мкОм • см (отожженные образцы); а = 10,26-10^-6 10^-6K^-1; магнитная восприимчивость поликристаллического образца μ_{25 °С} = 295,8 • 10^-6.
В соединениях Sc проявляет степень окисления +3. Sc — активный металл, непосредственно реагирует с кислородом, галогенами, серой, углеродом, образуя соответственно оксид Sc₂O₃, галогенид ScF₃, карбид ScC. С азотом Sc реагирует при t > 500 °С, образуя нитрид ScN; с водой не реагирует до 100 °С. Содержание Sc в земной коре 6 • 10^-4 %. В рассеянном состоянии (содержание <, 0,5 %) найден в Ti-, U-, Al-рудах, цирконах, вольфрамитах, касситеритах. Собственные минералы редки и практического значения не имеют. Разработаны технологические схемы получения Sc из Ti-шлаков, U-руд, вольфрамитов, отходов Sn-, Zr-производства. В схемах используются комбинированные способы концентрирования и очистки соединений Sc: экстракция органическими растворителями, фракционное осаждение, ионный обмен и др. В итоге получают ScF₃ или ScCl₃, которые восстанавливают Са или Na. Металлический Sc дистиллируется в высоком вакууме. Основные области применения: легкие сплавы (Al-Sc, Mg-Sc-Li, Mg-Y-Sc), производство ферритов с малой индукцией, керамики на основе ZrO₂ и НfО₂, в металл-галогенидных лампах «дневного света», в оптической промышленности (производство германатных стекол), как катализатор (Sc₂O₃) в ряде производств органических веществ, в аналитической химии и медицине (⁴⁶Sc); халькогениды Sc используют в радиотехнике и радиоэлектронике при изготовлении оксидных катодов, термисторов. Sc₂O₃ — компонент при изготовлении лазеров на основе Ga-Gd гранатов.