Scandium

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE M eV	ZP	-	⁴³Sc	{syn.}	3,891 h	ε	2,221	⁴³Ca	-	⁴⁴Sc	{syn.}	3,927 h	ε	3,653	⁴⁴Ca	-	⁴⁵Sc	100 %	Sc ist stabil mit 24 Neutronen				-	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	⁴⁹Ti	-	⁴⁹Sc	{syn.}	57,2 min	β^-	2,006	⁴⁹Ti

- NMR-Eigenschaften

	⁴⁵Sc	-	Kernspin	7/2	-	gamma	6,499 · 10⁷ rad/T	-	Empfindlichkeit	0,301	-	Larmorfrequenz bei B = 4,7 T	48,6 M Hz

- Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Scandium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Sc und der Ordnungszahl 21. Das weiche, silberweiße Übergangsmetall wird auch den Metallen der Seltenen Erden zugerechnet.

Geschichte

Scandium (von lat. Scandia „Skandinavien“) wurde 1879 von Lars Fredrick 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 Identität 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.

Vorkommen

Scandium gehört zu den seltenen Elementen. Elementar kommt es nicht vor, nur in einigen seltenen Mineralien findet man es in angereicherter Form:

Thortveitit (Sc,Y)₂Si₂O₇
Euxenit
Gadolinit
Scandium-Ixiolit ((Ta,Nb,Sn,Mn,Fe,Sc)₂O₄)
Bazzit ((Sc,Fe)₂Be₃Si₆O₁₈)
Kolbekit (ScPO₄ · 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.

Gewinnung und Darstellung

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.

Eigenschaften

Scandium.jpg 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.

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.
Als Legierungszusatz zeigt Scandium gefügestabilisierende und korngrößenfeinnende Effekte. Eine Aluminium-Lithiumlegierung mit geringem Scandiumzusatz wird zur Herstellung einiger Bauteile in russischen Kampfflugzeugen verwendet. Auch in der modernen Fahrradindustrie werden Scandiumlegierungen eingesetzt.

Sicherheitshinweise

Scandiumpulver ist brennbar und daher als feuergefährlich einzustufen.

Verbindungen

Weblinks

Chemisches Element | Gruppe-3-Element | Periode-4-Element | Übergangsmetall

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