Escândio
Keywords: Escândio, 1869, 1879, 1937, 1960, Abundância natural, Actínio, Alumínio, Argônio, Atmosfera
O escândio ( em homenagem a Escandinávia ) é um elemento químico de símbolo Sc, número atómico 21 ( 21 prótons e 21 elétrons ) com massa atómica 45 u. É um sólido a temperatura ambiente.
É um metal de transição, grupo 3 ou 3B , classificado com frequência entre os lantanídios devido a características similiares a eles. É encontrado em alguns minerais na Escandinávia. Faz parte do grupo das terras raras.
Foi descoberto por Lars Fredrick Nilson em 1879 mediante análise espectral dos minerais euxenita e gadolinita. O escândio tem aplicações aeroespaciais, seu isótopo Sc-46 em craqueamento do petróleo e, seu óxido, em lâmpadas de vapor de mercúrio.
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| Geral | |||||||||||||||||||
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| Nome, símbolo, número | Escândio, Sc, 21 | ||||||||||||||||||
| Classe , série química | Metal , transição | ||||||||||||||||||
| Grupo, período, bloco | 3, 4 , d | ||||||||||||||||||
| Densidade, dureza | 2985 kg/m3, sem dados | ||||||||||||||||||
| Cor e aparência | Branco prateado imagem:Sc21-thumb.jpg | ||||||||||||||||||
| Propriedades atômicas | |||||||||||||||||||
| Massa atómica | 44.955910 u | ||||||||||||||||||
| Raio atómico (calculado) | [160 (184) picómetro | ||||||||||||||||||
| Raio covalente | 144 pm | ||||||||||||||||||
| Raio de van der Waals | sem dados | ||||||||||||||||||
| Configuração electrónica | [Ar]3d1 4s2 | ||||||||||||||||||
| Elétrons por Nível de energia | 2, 8, 9, 2 | ||||||||||||||||||
| Estado de oxidação (óxido) | 3 ( base fraca ) | ||||||||||||||||||
| Estrutura cristalina | Hexagonal | ||||||||||||||||||
| Propriedades físicas | |||||||||||||||||||
| Estado da matéria | Sólido (__) | ||||||||||||||||||
| Ponto de fusão | 1814 K (2806 °F) | ||||||||||||||||||
| Ponto de ebulição | 3103 K (5126 °F) | ||||||||||||||||||
| Volume molar | 15,00 ×10-6 m3/mol | ||||||||||||||||||
| Entalpia de vaporização | 314,2 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| Entalpia de fusão | 14,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| Pressão de vapor | 22,1 Pa a 1812 K | ||||||||||||||||||
| Velocidade do som | sem dados m/s a 293.15 K | ||||||||||||||||||
| Informações diversas | |||||||||||||||||||
| Eletronegatividade | 1.36 (Escala de Pauling) | ||||||||||||||||||
| Capacidade calorífica | 568 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||
| Condutividade elétrica | 1,77 106/m ohm | ||||||||||||||||||
| Condutividade térmica | 15,8 W/(m*K) | ||||||||||||||||||
| 1st Potencial de ionização | 633,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 2nd Potencial de ionização | 1235,0 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 3rd Potencial de ionização | 2388,6 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 4th Potencial de ionização | 7090,6 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 5th Potencial de ionização | 8843 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 6th Potencial de ionização | 10679 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 7th Potencial de ionização | 13310 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 8th Potencial de ionização | 15250 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 9th Potencial de ionização | 17370 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 10th Potencial de ionização | 21726 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| Isótopos mais estáveis | |||||||||||||||||||
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| Unidades SI e condições CNPT exceto onde indicado o contrário | |||||||||||||||||||
| Conteúdo |
Características principais
É um metal mole, muito leve, resistente ao ácido nítrico e ácido fluorídrico diluidos , mas reage rapidamente com outros ácidos. Apresenta coloração branco prateado adquirindo uma coloração ligeiramente rosado quando exposto ao ar.
Seu estado de oxidação mais comum é +3 e seus sais são incolores. Suas propriedades são parecidas com as do ítrio, actínio e os lantanídios, por isso, são incluidos frequentemente entre as terras raras, denominação errada porque não são tão raras assim.
Aplicações
O óxido de escândio Sc2O3, é usado para a produção de lâmpadas de vapor de mercúrio obtendo-se uma luz solar artificial da mais alta qualidade. O isótopo radioativo Sc-46 é usado no craqueamento do petróleo como traçador, e o metal tem aplicação na indústria aeroespacial devido ao seu ponto de fusão muito superior ao do alumínio.
História
O escândio ( do latim científico "scandĭum" , e este de "Scandi" , Escandinávia ) foi descoberto por Lars Fredrick Nilson em 1879 enquanto trabalhava com sua equipe na busca de metais terras raras mediante análise espectral dos minerais euxenita e gadolinita. Para isolar o elemento processou 10 kg de euxenita com outros resíduos de terras raras obtendo aproximadamente 2 gramas de óxido de escândio ( Sc2O3 ) de grande pureza.
Em 1869, Dmitri Mendeleyev concluiu, baseando-se nas propriedades periódicas, que este metal deveria ter propriedades semelhantes aos do boro, denominando o elemento ainda a descobrir de ekaboro ( símbolo Eb ). Aproximadamente na mesma época que Nilson , Per Theodor Cleve descobriu o óxido de escandio e confirmou que se tratava do "ekaboro".
Em 1937 foi isolado pela primeira vez o metal por eletrólise de uma solução mistura eutética de potássio, lítio e cloretos de escândio a 700-800°C empregando como eletrodos um filamento de wolfrâmio e um banho de zinco líquido em um crisol de grafite. O escândio com uma pureza de 99% foi obtido em 1960.
Abundância e obtenção
As únicas fontes concentradas conhecidas do metal, que não é encontrado no estado nativo, são minerais pouco abundantes na Escandinávia e Madagascar como "euxenita" , "gadolinita" e thortveitita.
É mais abundante no sol e estrelas similares (23º) que na Terra (50º) onde se encontra muito espalhado, aparecendo traços do metal em mais de 800 minerais. A cor azul da água-marinha, variedade de berílio, acredita-se que se deve a presença de escândio. Aparece, também, entre os resíduos da wolframita após a extração do wolframio ( tungstênio ).
A thortveitita é a principal fonte de escândio. Outra fonte importante são os resíduos da extração do urânio onde é obtido como subproduto. O metal é obtido industrialmente por redução do fluoreto de escândio com cálcio.
Isótopos
O escândio natural tem um único isótopo estável, o Sc-45. São conhecidos 13 isótopos radioativos, sendo os mais estáveis o Sc-46 com 83,79 días de meia-vida, o Sc-47 ( 3,3492 días ) e Sc-48 ( 43,67 horas ); os demais isótopos radioativos tem meias-vidas inferiores a 4 horas e a maioria menos de 2 minutos. São conhecidos, além disso, 5 meta estados, sendo o mais estável o Scm-44 ( meia vida de 58,6 horas ).
A massa atómica dos isótopos de escândio variam desde 39,978 u do Sc-40 até 53,963 u do Sc-54. O modo de desintegração principal dos isótopos mais leves que o estável ( Sc-45 ) é a captura eletrônica originando isótopos de cálcio, enquanto que os isótopos mais pesados que o estável se desintegram principalmente por emissão beta originando isótopos de titânio.