Автор: Пользователь скрыл имя, 12 Мая 2013 в 16:04, реферат
Ска́ндий (лат. Scandium; обозначается символом Sc) — элемент побочной подгруппы третьей группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 21. Простое вещество скандий (CAS-номер: 7440-20-2) — лёгкий металл серебристого цвета с характерным жёлтым отливом. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Sc с гексагональной решёткой типа магния, β-Sc с кубической объёмноцентрированной решёткой, температура перехода α↔β 1336 °C.
Температура плавления 1541 °C, температура кипения 2837 °C. Скандий — мягкий металл, с чистотой 99,5 % и выше (в отсутствие O2) легко поддается механической обработке.
Введение…………………………………………………………………….4
Физические параметры…………………………………………………….5
Внешний вид простого вещества
Свойства атома
Химические свойства
Термодинамические свойства простого вещества
Кристаллическая решётка простого вещества
Прочие характеристики
Изотопы скандия
Характеристика вещества………………………………………………….8
История открытия
Геохимия и минералогия вещества
Месторождения в мире
Производство и потребление скандия
Значение скандия
Получение металлов (сплавов на его основе) в промышленности….…16
Технологическая схема получения скандия
Получение скандия
Методы отделения и концентрирования скандия
Способы очистки скандия
Сплавы скандия
Обработка и токсичность
Уравнения реакций…………………………………………………..……23
Металлический скандий
Бинарные бескислородные стоединения
Оксиды скандия
Применение металла, его соединений и сплавов……………………….26
Применение в металлургии
Сплавы скандия
Сверхтвёрдые материалы
Микроэлектроника
Источники света
Применение изотопов скандия
Применение в других областях
Заключение…………………………………….………………………….31
Литература……………..………………………………………………….32
Реферат
«Скандий»
СПб
2011
Содержание:
Ска́ндий (лат. Scandium; обозначается символом Sc) — элемент побочной подгруппы третьей группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 21. Простое вещество скандий (CAS-номер: 7440-20-2) — лёгкий металл серебристого цвета с характерным жёлтым отливом. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Sc с гексагональной решёткой типа магния, β-Sc с кубической объёмноцентрированной решёткой, температура перехода α↔β 1336 °C.
Температура плавления 1541 °C, температура кипения 2837 °C. Скандий — мягкий металл, с чистотой 99,5 % и выше (в отсутствие O2) легко поддается механической обработке.
Этот серебристый металл почти так же легок, как алюминий, а плавится при температуре, немногим меньшей, чем сталь.
Этого металла на земле в 60 раз больше, чем серебра, но стоит он намного дороже золота.
До последних лет техника не знала этого металла, он был одним из немногих «безработных» элементов периодической системы. Ныне с его помощью решена одна из важных проблем вычислительной техники.
Поэтому основными задачами работы является выяснить и изучить:
2.1 Внешний вид простого вещества
Рис. 1 Внешний вид скадия
2.2 Свойства атома
Рис. 2 Положение скандия в
Имя, символ, номер
Атомная масса
(молярная масса)
Электронная конфигурация
Радиус атома
2.3 Химические свойства
Ковалентный радиус
Радиус иона
Электроотрицательность
Электродный потенциал
Степени окисления
Энергия ионизации
(первый электрон)
Плотность (при н. у.)
Температура плавления
Температура кипения
Теплота плавления
Теплота испарения
Молярная теплоёмкость
Молярный объём
Структура решётки
Параметры решётки
Отношение c/a
Теплопроводность
Реагирует с кислотами
Природный скандий состоит из одного стабильного изотопа с массовым числом 45.
Символ изотопа |
Z (p) |
N (n) |
Масса изотопа (а. е. м) |
Период полураспада |
Ядерный спин |
Содержание изотопа в природном элементе |
36Sc |
21 |
15 |
36.01492(54) |
|||
37Sc |
21 |
16 |
37.00305(32) |
7/2- |
||
38Sc |
21 |
17 |
37.99470(32) |
<300 НС |
(2-) |
|
39Sc |
21 |
18 |
38.984790(26) |
<300 НС |
(7/2-) |
|
40Sc |
21 |
19 |
39.977967(3) |
182.3(7) ms |
4- |
|
41Sc |
21 |
20 |
40.96925113(24) |
596.3(17) ms |
7/2- |
|
42Sc |
21 |
21 |
41.96551643(29) |
681.3(7) ms |
0+ |
|
43Sc |
21 |
22 |
42.9611507(20) |
3.891(12) часа |
7/2- |
|
44Sc |
21 |
23 |
43.9594028(19) |
3.97(4) часа |
2+ |
|
45Sc |
21 |
24 |
44.9559119(9) |
Стабилен |
7/2- |
1.0000 |
46Sc |
21 |
25 |
45.9551719(9) |
83.79(4) сут |
4+ |
|
47Sc |
21 |
26 |
46.9524075(22) |
3.3492(6) сут |
7/2- |
|
48Sc |
21 |
27 |
47.952231(6) |
43.67(9) часа |
6+ |
|
49Sc |
21 |
28 |
48.950024(4) |
57.2(2) мин |
7/2- |
|
50Sc |
21 |
29 |
49.952188(17) |
102.5(5) сек |
5+ |
|
51Sc |
21 |
30 |
50.953603(22) |
12.4(1) сек |
(7/2)- |
|
52Sc |
21 |
31 |
51.95668(21) |
8.2(2) сек |
3(+) |
|
53Sc |
21 |
32 |
52.95961(32) |
>3 сек |
(7/2-) |
|
54Sc |
21 |
33 |
53.96326(40) |
260(30) ms |
3+ |
|
55Sc |
21 |
34 |
54.96824(79) |
0.115(15) сек |
7/2- |
|
56Sc |
21 |
35 |
55.97287(75) |
35(5) ms |
(1+) |
|
57Sc |
21 |
36 |
56.97779(75) |
13(4) ms |
7/2- |
|
58Sc |
21 |
37 |
57.98371(86) |
12(5) ms |
(3+) |
|
59Sc |
21 |
38 |
58.98922(97) |
10 ms |
7/2- |
|
60Sc |
21 |
39 |
59.99571(97) |
3 ms |
3+ |
3.1 История открытия
1 марта 1869 г. Дмитрий Иванович Менделеев разослал в научные учреждения России и других стран первое изображение «Опыта системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». Это был отдельный листок, мало похожий на известную теперь всему миру менделеевскую таблицу.
Таблица появилась двумя годами позже.
В 1871 г. ее клетки, предназначенные для 21, 31 и 32-го элементов, занимали вопросительные знаки. Но рядом с ними, как и в других клетках, стояли цифры атомных весов.
Элемент №21 Менделеев предложил предварительно назвать экабором, «производя это название от того, что он следует за бором, а слог эка производится от санскритского слова, означающего один». Два других получили названия экасилиция и экаалюминия. В том же 1871 г. в статье, опубликованной в журнале Русского химического общества, Менделеев подробно описал свойства всех трех «эков».
«Экабор, – писал он, – в отдельности должен представлять металл... Этот металл будет не летуч, потому, что и все металлы в четных рядах во всех группах (кроме I) не летучи; следовательно, он едва ли может быть открыт обычным путем спектрального анализа. Воду во всяком случае он не будет разлагать при обыкновенной температуре, а при некотором возвышении температуры разложит, подобно тому, как это производят и многие, в этом краю помещенные металлы, образуя основной окисел. Он будет, конечно, растворяться в кислотах...»
Открытие экабора произошло еще при жизни Д.И. Менделеева, в 1879 г. шведский химик Ларе Фредерик Нильсон, работая над извлечением редкоземельного элемента иттербия, обнаружил новую «редкую землю». Ее свойства поразительно совпадали со свойствами «открытого на кончике пера» экабора.
В честь Скандинавии Нильсон назвал этот элемент скандием.
Однако вещество, полученное шведским ученым, еще не было достаточно чистым. И Нильсон, и его современники, и многие химики последующих лет не смогли отделить этот редкий и рассеянный элемент от бесчисленных примесей.
Сравнительно чистый металлический скандий (94...98%) был получен лишь в 1937 г.
Для сравнения:
Менделеев предсказал в 1870...1871 гг. |
Нильсон обнаружил в 1879 г. |
Экабор |
Скандий |
Атомный вес 44. |
Атомный вес 44,1. |
Молекула окиси состоит из двух атомов экабора и трех атомов кислорода. |
Молекула окиси состоит из двух атомов скандия и трех атомов кислорода. |
Удельный вес окиси 3,5. |
Удельный вес окиси 3,86. |
Окись нерастворима в щелочах. Соли бесцветны. |
Окись нерастворима в щелочах. Соли бесцветны. |
Углекислый экабор нерастворим в воде. |
Углекислый скандий нерастворим в воде. |
Кристаллы двойной сернокислой соли экабора и калия по форме непохожи на квасцы. |
Кристаллы двойной сернокислой соли скандия и калия по форме непохожи на квасцы. |
Едва ли может быть открыт спектральным анализом. |
Не был открыт спектральным анализом. |