СКАНДИЙ

СКАНДИЙ (лат. Scandium),
Sc, хим. элемент III группы периодич. системы Менделеева; ат. н. 21, ат.
м. 44,9559; лёгкий металл с характерным жёлтым отливом, к-рый появляется
при контакте металла с воздухом. Известен один природный стабильный изотоп
⁴⁵Sc.
Из 10 искусственных радиоактивных изотопов важнейший ⁴⁶Sc с
периодом полураспада 84 сут. С. был предсказан Д. И. Менделеевым
в 1870 и выделен в 1879 Л. Ф. Нилъсоном из минералов гадолинита
и эвксенита, найденных в Скандинавии (лат. Scandia), отсюда и назв. элемента.

Распространение в природе.
Ср. содержание С. в земной коре (кларк) 2,2 х 10-³% по массе.
В горных породах содержание С. различно: в ультраосновных 5 х 10-⁴,
в основных 2,4 х 10-³, в средних 2,5 х 10-⁴, в гранитах
и сиенитах 3 х 10-⁴; в осадочных породах (1-1,3) х 10-⁴.
С. концентрируется в земной коре в результате магматич., гидротермальных
и гипергенных (поверхностных) процессов. Известно два собственных минерала
С.- тортвейтит и стерреттит; они встречаются чрезвычайно редко. В целом
С.- типичный рассеянный элемент, слабый мигрант (см. также Рассеянных
элементов руды). Содержание С. в мор. воде 4 х 10-⁵ г/л.

Физические и химические свойства.
С. существует в двух кристаллич. модификациях: а(альфа) и В(бета);
при обычной температуре устойчива а-модификация с гексагональной
решёткой (а = 3,3080 А и с = 5,2653 А), выше 1350 °С - В-модификация
с кубич. объёмноцентрированной решёткой. Плотность С. в а-форме
при 25 ⁰С 3,020 г/см³, атомной радиус 1,64
А, ионный радиус 0,75А, (t0С, t2700 ⁰С, выше 1600 °С летуч. При 25 °С удельная теплоёмкость
25,158 кдж/(кг х К) [6,01 ккал/ (г • °С)], уд. электрич.
сопротивление (54-70,7) х 10-^б ом х см; С.
слабый
парамагнетик, его атомная магнитная восприимчивость 236 х 10-⁶
(20 °С). Sc - первый переходный элемент с одним 3d электроном; конфигурация
внешних электронов атома 3d¹4s².

С.- мягкий металл, в чистом
состоянии легко поддаётся обработке - ковке, прокатке, штамповке.

По хим. поведению сходен
с др. переходными элементами в степени окисления + 3 (напр., Ti³+,
Fe³⁺, Mn³⁺), элементами подгруппы Al, Be, а также
элементами иттриевой подгруппы, вместе с к-рыми его иногда относят к редкоземельным
элементам. На воздухе покрывается защитной окисной плёнкой толщиной
до 600А, заметное окисление начинается при 250 °С. При взаимодействии с
водородом (450 °С) образуется гидрид ScH°С) - нитрид ScN, с галогенами (400-600 °С) -соединения типа SсСlС. реагирует также с бором и кремнием при темп-ре выше 1000 °С. Металл
легко растворяется в соляной, азотной и серной к-тах (с понижением концентрации
к-ты скорость растворения С. резко падает и с 0,001 н. растворами он не
реагирует). Соли соляной, серной, азотной, роданистоводородной и уксусной
к-т хорошо растворяются в воде, а соли фосфорной, щавелевой и плавиковой
к-т мало растворимы; нек-рой летучестью обладают ацетилацетонат и его фторпроизводные.
На С. практически не действуют разбавленные растворы NaOH (10%) и смесь
концентрированных HNOгидролизуются с образованием основных солей. Ионы Sc³⁺ склонны
к полимеризации, образованию комплексных ионов различного типа, состав
к-рых зависит от природы аниона и рН

среды, например Sс(СОз)-,
Sc (SO3-Основные соли в растворе легко
переходят в аморфную гидроокись.

Получение и применение. С.
преим. в виде окислов извлекают попутно при гидро- и пирометаллургич. переработке
вольфрамовых, оловянных, титановых, урановых руд и бокситов. Окислы хлорируют
или фторируют при повыш. темп-ре, а затем компактный металлич. С. (выход
99,5%) получают термич. восстановлением его хлорида или фторида металлич.
кальцием с последующей дистилляцией (возгонкой) Sc в высоком вакууме 133,3
х 10-⁶ н/м² (10-⁶ ммрт. ст.) при
1600-1700 ⁰С.

Масштабы применения С. весьма
ограничены. Окись С. идёт на изготовление ферритов для элементов памяти
быстродействующих вычислит. машин. Радиоактивный ⁴⁶Sc используется
в нейтронно-активационном анализе и в медицине. Сплавы С., обладающие небольшой
плотностью и высокой темп-рой плавления, перспективны как конструкц. материалы
в ракето- и самолётостроении, а ряд соединений С. может найти применение
при изготовлении люминофоров, оксидных катодов, в стекольном и керамич.
произ-вах, в хим. пром-сти (в качестве катализаторов) и в др. областях.

Лит.: Борисенко Л.
Ф., Скандий, М , 1961; Фаворская Л. В., Химическая технология скандия,
А.-А., 1969; Коган Б. И., Названова В. А., Скандий, М., 1961: Справочник
по редким металлам, пер. с англ., М., 1965; V i с k е г у R. С., The chemistry
of yttrium and scandium, Oxf., 1960. Л. Н. Комиссарова.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я