钪

钪

开放分类：化学元素物理学

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∙ 1 概述

∙ 2 元素性质

∙ 3 发现

∙ 4 制取

∙ 5 应用

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钪

简介

钪（旧译作鉰、鏮）是稀土元素之一，为银白色金属，质较软；熔点1541°C，沸点2831°C，密度2.989克/厘米³。晶体结构有六方密堆积(1335°C以下)和体心立方。第一电离能为6.54电子伏特。钪在化合物中主要呈3价态，易溶于水，可与热水作用放出氢，也易溶于酸，是一种强还原剂。在空气中容易氧化成Sc2O3而失去金属光泽变成暗灰色。钪的氧化物及氢氧化物只显碱性，但其盐灰几乎不能水解。氧化钪为白色粉末，易溶于酸中生成相应的盐。钪的氯化物为白色结晶，易溶于水并能在空气中潮解。钪的离子半径较小，形成配位化合物的能力较强；钪能与多种氨羧络合剂生成稳定的螯合物（螯：读音áo）；钪能与茜素和苯胂酸等有机试剂生成有色配合物，这个性质被用于钪的比色分析和光谱分析。常跟钆、铒等混合存在，产量很少。钪在地壳中的含量约为0.0005%，主要矿物为钪钇石，钪也存在于核裂变产物中，自然界存在的钪全部为稳定同位素钪45。另外，钪还有9种放射性同位素，即40～44Sc和46～49Sc。其中，46Sc作为示踪剂，已在化工、冶金及海洋学等方面使用。在医学上，国外还有人研究用46Sc来医治癌症。

发现

1817年门捷列夫根据他的元素周期律，预言“类硼”的存在和性质；1879年瑞典的尼尔森从硅铍钇矿和黑稀金矿中分离出钪的氧化物；瑞典的克莱夫在研究钪的性质后，确认就是门捷列夫语言的“类硼”。

元素来源：

主要以矿物 thortveitile 和 wiikite 存在。在一些锡、钨矿中也含有钪，从钨矿、锡石

钪

总体特性

中文名称钪

英文名称 Scandium

元素符号 Sc

原子序数 21

系列过渡金属

族 3族

周期4

元素分区d

密度 2985kg/m3

颜色和外表银白色

质地：质软

地壳含量 5×10-4 %

原子属性

相对原子质量 44.955912(6)原子量单位

原子半径（计算值）160（184）pm

共价半径 144 pm

钪元素性质数据价电子排布 [氩]3d14s2

电子在每能级的排布 2，8，9，2

氧化价（氧化物 3（弱碱性）

晶体结构六方密排晶格

晶胞参数：

a = 330.9 pm

b = 330.9 pm

c = 527.33 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

物理属性

物质状态固态

熔点 1814 K（1541 °C）

沸点 3103 K（2830 °C）

摩尔体积 15.00×10-6m3/mol

汽化热 314.2 kJ/mol

熔化热 14.1 kJ/mol

蒸气压 22.1 帕（1812K）

声速无数据（293.15K）

其他性质

电负性 1.36（鲍林标度）

比热 568 J/(kg•K)

电导率 1.77×106/(米欧姆)

热导率 15.8 W/(m•K)

第一电离能 633.1 kJ/mol

第二电离能 1235.0 kJ/mol

第三电离能 2388.6 kJ/mol

第四电离能 7090.6 kJ/mol

第五电离能 8843 kJ/mol

第六电离能 10679 kJ/mol

第七电离能 13310 kJ/mol

第八电离能 15250 kJ/mol

第九电离能 17370 kJ/mol

第十电离能 21726 kJ/mol

同位素丰度半衰期衰变模式衰变能量MeV 衰变产物45Sc 100 % 稳定

46Sc 人造 83.79天β衰变 2.367 46Ti

地质数据

滞留时间/年: 5000

太阳(相对于 H=1×1012): 1100

地壳/p.p.m.: 16

大西洋表面: 6.1 × 10-7

太平洋表面:3.5 × 10-7

大西洋深处: 8.8 × 10-7

太平洋深处:7.9 × 10-7

人体中含量

血/mg dm-3 : c. 0.008

日摄入量/mg: c. 0.00005

钪

发现人：尼尔森

发现年代：1876年

发现过程：

1879年，瑞典的化学教授尼尔森（L.F.Nilson, 1840~1899）和克莱夫

（P.T.Cleve, 1840~1905）差不多同时在稀有的矿物硅铍钇矿和黑稀金矿中找到了一种新元素。他们给这一元素定名为"Scandium"（钪），钪就是门捷列夫当初所预言的"类硼"元素。他们的发现再次证明了元素周期律的正确性和门捷列夫的远见卓识。随着钪以及其他一些稀土元素的发现，完成了发现稀土元素第三阶段的另一半。

发现历史：

在元素化学里，有一系列性质非常接近的金属元素被称为稀土元素。这一系列中包括了十五个镧系元素--镧（La）、铈（Ce）、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(G d)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)；以及和这些同族而性质相似的两个更轻的元素：钪（Sc）和钇（Y）。这一系列元素最初是从瑞典产的比较稀少的矿物中发现的，"土"是当时对不溶于水的金属氧化物的统称，因此得名稀土（Rareearth）。在这十七个元素里面，钪的排位是最靠前的，原子序数只有21，不过就发现而言，钪比他在