钪

鈧（Scandium），其命名Scandium源自斯堪地那維亞半島的拉丁文名稱Scandia，化學符號Sc，原子序21，是一種柔軟、銀白色的過渡性金屬。它常跟釔、鑭系元素等稀土金屬 混合存在。鈧是在1879年由拉斯·弗雷德里克·尼爾森的團隊，在斯堪地那維亞半島的黑稀金礦（euxenite）和矽鈹釔礦（gadolinite）中，使用光譜分析發現的元素。 鈧存在於大多數稀土礦和鈾化合物的沉積物中，但它僅可以從全球某些礦場的礦石萃取，由於鈧不易取得及製備困難，所以直到1937年才首次取得，而它的應用直到1970年代才被研發出來。在1970年代人們發現鈧對於鋁合金具有增益效果，此應用目前仍是其主要用途，氧化鈧的全球貿易量約為每年10噸。 鈧化合物的性質介於鋁和釔之間。鈧和鎂之間也存在著對角線規則，就像鈹和鋁的關係。鈧是3族的元素，就像其他第三族的元素，鈧的主要氧化數為+3。

钪   ₂₁Sc

氫（非金屬） 氦（惰性氣體） 鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（惰性氣體） 鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（惰性氣體） 鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（惰性氣體） 銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鎝（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（惰性氣體） 銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鎦（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砈（類金屬） 氡（惰性氣體） 鍅（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 錼（錒系元素） 鈽（錒系元素） 鋂（錒系元素） 鋦（錒系元素） 鉳（錒系元素） 鉲（錒系元素） 鑀（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為惰性氣體） - ↑ 钪 ↓ 钇 钙 ← 钪 → 钛
外觀
银白色固态金属
概況
名稱·符號·序數	钪（Scandium）·Sc·21
元素類別	过渡金属
族·週期·區	3 ·4·d
標準原子質量	44.955908（5）
電子排布	[氩] 3d1 4s2 2，8，9，2
歷史
預測	德米特里·门捷列夫（1871年）
發現	拉斯·弗雷德里克·尼尔森（1879年）
分離	拉斯·弗雷德里克·尼尔森
物理性質
物態	固态
密度	（接近室温） 2.985 g·cm−3
熔點	1814 K，1541 °C，2906 °F
沸點	3109 K，2836 °C，5136 °F
熔化熱	14.1 kJ·mol−1
汽化熱	332.7 kJ·mol−1
比熱容	25.52 J·mol−1·K−1
蒸氣壓 壓/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k 溫/K 1645 1804 （2006） （2266） （2613） （3101）
原子性質
氧化態	+3,+2,+1 （两性）
電離能	第一：633.1 kJ·mol−1 第二：1235.0 kJ·mol−1 第三：2388.6 kJ·mol−1 （更多）
原子半徑	162 pm
共價半徑	170±7 pm
范德華半徑	211 pm
雜項
晶體結構	六方密堆积
磁序	顺磁性
電阻率	(α,poly)（预测）（25 ℃）562 n Ω·m
熱導率	15.8 W·m−1·K−1
膨脹係數	(α,poly)（25 ℃）10.2 µm/(m·K)
楊氏模量	74.4 GPa
剪切模量	29.1 GPa
體積模量	56.6 GPa
泊松比	0.279
布氏硬度	750 MPa
CAS號	7440-20-2
最穩定同位素
主条目：钪的同位素 同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰變 方式 能量（MeV） 產物 45Sc 100% 穩定，帶24個中子 46Sc 痕量 83.79 天 β− 0.3569 46Ti γ 0.889，1.120 - 47Sc 痕量 3.3492 天 β− 0.44，0.60 47Ti γ 0.159 - 48Sc 痕量 43.67 时 β− 0.661 48Ti γ 0.9，1.3，1.0 -

属性

元素的化学特性

钪是银色的柔软金属， 被空气氧化时略带浅黄色或粉红色。钪容易风化和大多数稀酸中缓慢溶解。 它不与硝酸（${\ce {HNO3}}$）和氢氟酸（${\ce {HF}}$）1:1混合物反应，可能是由于形成了一个不渗透的钝化层。

同位素

主条目：钪的同位素

鈧共有37個同位素，其中有1個同位素(${\ce {^45Sc}}$)是穩定的。

历史

1869年，门捷列夫曾预测一种称为“类硼”的未发现元素。1879年拉斯·弗雷德里克·尼尔森和他的团队从黑稀金矿（euxenite）和硅铍钇矿（gadolinite）中通过光谱分析发现这个新的元素。尼尔森制备了2克的高纯度氧化鈧。他把这新元素命名为“Scandium”，源自拉丁文“Scandia”（斯堪的纳维亚半岛）。1937年，钪单质首次从钾、锂和氯化钪的共晶混合物于700–800 °C电解出来。

生产

全球产量约每年15吨（三氧化二钪化合物），需求比供应量高50%。每年供需均在增长。

应用

米格-29部分由钪铝合金制成。

钪用来制特种玻璃、轻质耐高温合金。

金屬化物燈，壽命長，消耗電力少，用作運動場照明燈和高級車的車燈。

健康与安全

钪元素被认为无毒，钪化合物的动物试验已经完成。氯化钪的半数致死量已被确定为4毫克/千克腹腔和755毫克/千克口服给药。从这些结果看来钪化合物应处理为中度毒性化合物。

外部連結

• 元素钪在洛斯阿拉莫斯国家实验室的介紹（英文）
• EnvironmentalChemistry.com —— 钪（英文）
• 元素钪在The Periodic Table of Videos（諾丁漢大學）的介紹（英文）
• 元素钪在Peter van der Krogt elements site的介紹（英文）
• WebElements.com – 钪（英文）