Oct 06, 2022 Jätä viesti

Scandium on edistynein siirtymämetalli

Scandium on edistynein siirtymämetalli, jonka atomiluku on vain 21. Kuitenkin, mitä tulee löytöihin, skandium on jaksollisessa taulukossa naapuriaan myöhempi. Edes harvinaisista maametallista skandiumia ei löydetty aikaisemmin. Syy sen myöhäiseen löytämiseen on yksinkertainen. Skandiumin pitoisuus kuoressa on vain, mikä vastaa 5 g kuorimateriaalitonnia kohden, paljon pienempi kuin muiden valoalkuaineiden. Lisäksi harvinaisten maametallien alkuaineiden erottaminen on erittäin vaikeaa, joten skandiumin löytäminen sekamineraaliesiintymistä ei ole helppoa. Vaikka sitä ei ole löydetty, tämän elementin olemassaolo on kuitenkin ennustettu. Mendelejevin vuonna 1869 antaman alkuaineiden jaksollisen taulukon ensimmäisessä painoksessa kalsiumin taakse jätettiin 45 atomipainoinen paikka. Myöhemmin Mendelejev nimesi alkuaineen väliaikaisesti kalsium-Eka Boorin mukaan ja antoi joitain tämän alkuaineen fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia.

Löytöhistoria

1800-luvun lopulla harvinaisten maametallien tutkimuksesta tuli kuuma trendi. Vuotta ennen skandiumin löytämistä sveitsiläinen de Marignac sai ruusunpunaisesta erbiummaasta erbiummaasta poikkeavan valkoisen oksidin liuottamalla osittain nitraattia. Hän nimesi tämän oksidin ytterbiummaaksi, joka on kuudes paikka harvinaisten maametallien löytämisessä. LF Nilson (1840-1899) Uppsalan yliopistosta Ruotsista puhdisti erbiummaata Malinakin menetelmällä ja mittasi tarkasti erbiumin ja ytterbiumin atomipainon (koska hän keskittyi tällä hetkellä harvinaisten maametallien fysikaalisten ja kemiallisten vakioiden tarkkaan mittaamiseen elementtien jaksollisen lain tarkistamiseksi). 13 kertaa osittaisen hajoamisen jälkeen saatiin 3,5 g puhdasta ytterbiummaata. Mutta sitten tapahtui jotain outoa. Malinack antoi ytterbiumin atomipainoksi 172,5, kun taas Nielsen sai vain 167,46. Nielsen oli erittäin tietoinen siitä, mitä valoelementtejä sisällä saattaa olla. Sitten hän jatkoi saadun ytterbiummaan käsittelyä samalla menetelmällä. Lopulta, kun vain kymmenesosa näytteestä oli jäljellä, mitattu atomipaino putosi arvoon 134,75; Samaan aikaan spektristä löydettiin uusia absorptioviivoja. Nelson nimesi skandiumin Scandiumiksi kotimaansa Skandinavian mukaan. Vuonna 1879 hän julkaisi virallisesti tutkimustuloksensa. Kirjoituksessaan hän mainitsi myös monia skandiumsuolojen ja skandiummaaperän kemiallisia ominaisuuksia. Tässä artikkelissa hän ei kuitenkaan ole pystynyt antamaan skandiumin tarkkaa atomipainoa, eikä hän ole varma skandiumin asemasta alkuainekierrossa.

Nelsonin ystävä PT Cleve (1840-1905), joka myös opettaa Uppsalan yliopistossa, teki myös tämän työn yhdessä. Erbiummaasta lähtien hän poisti erbiummaan suuresta määrästä komponentteja. Erottamisen jälkeen ytterbiummaan ja skandiummaan hän löysi jäännöksestä holmiumin ja tuliumin, kaksi uutta harvinaista maametallia. Sivutuotteena hän puhdisti skandiummaata ja ymmärsi skandiumin fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia. Tällä tavalla Clive lopulta poimi Mendelejevin vapauttaman ajelehtivan pullon kymmenen vuoden nukkumisen jälkeen.

Scandium on Mendelejevin ennustama "boorin kaltainen" alkuaine. Heidän löytönsä osoitti jälleen kerran alkuaineiden jaksollisen lain ja Mendelejevin ennakoinnin oikeellisuuden.

Scandium metallia valmistettiin vasta elektrolyyttisesti sulatetulla skandiumkloridilla vuonna 1937.


Lähetä kysely

Etusivu

Puhelin

Sähköposti

Tutkimus