Мазмұны

12.1 Жалпы мәліметтер

Атомдық нөмірі 21-ші "экабор" элементі және оның қасиеттерін 1871 жылы Д.И. Менделеев болжаған. Элементті швед химигі Нильсон 1879 жылы гадолинит минералынан сирек кездесетін иттербий элементін алу барысында ашты. 94-98% тазалықтағы металдық скандийді 1937 жылы Фишер балқытылған скандий хлоридінің электролизі арқылы алды.

Скандийдің қасиеттері
Скандий - химиялық элементтердің периодтық жүйесіндегі IIIA топшасының элементі. Табиғатта бір тұрақты изотопы +5Sc белгілі; 12 жасанды радиоактивті изотоптары бар.
Тұтас скандий - күміс-ақ түсті метал. Ол оттегімен, галогендермен, күкіртпен, көміртегімен тікелей әрекеттеседі. Ауада метал бетінде пайда болатын жабын, оның әрі қарай тотығуына жол бермейді. Азотпен 500 ℃-тан жоғары температурада әрекеттесіп, ScN нитридін түзеді. Қыздырған кезде ол сутекті судан ығыстырып шығарады, хром және фторсутек қышқылдарынан басқа, минералды қышқылдарда оңай ериді, натрий гидроксидінің концентрленген ерітіндісімен баяу әрекеттеседі. Sc3+ ион радиусы (Н.В.Белов пен Г.А. Бокий бойынша 0,083 нм) Y3+ ионының радиусынан (0,097 нм) және үш зарядталған СЖЭ иондарының радиусынан (0,088-0,103 нм) аз.

4.9-кесте. Скандийдің физикалық қасиеттері.

Сондықтан скандий қосылыстарының гидролизге деген ұмтылысы басқа СЖЭ қосылыстарына қарағанда жоғары. Скандий СЖЭ-не қарағанда аниондармен және бейтарап лигандтармен қос және кешенді қосылыстар түзуге бейім.
Элементтердің периодтық жүйесінің негізгі I, II, VII, VIII топтарының және II, III, IV, V қосымша топтардың металдарымен скандий ScМе, Sc2Me, ScМе2, ScMe3 типті металларалық қосылыстар түзеді.
Ш, IV, V және VI қосымша топтардың элементтері скандиймен эвтектика немесе сұйық күйде араласпайтын аймақтар түзеді және қатты күйде ерігіштігі байқалады.

Скандий қосылыстарының қасиеттері
Скандий +3 тотығу дәрежесіне сәйкес келетін қосылыстар түзеді. Басқа тотығу дәрежелері скандийге тән емес.
Скандий оксиді және гидроксиді. Sc2O3 оксиді - скандийдің оттегімен тотығуы, гидроксидтің, карбонаттың, оксалаттың, сульфаттың, скандий нитратының термиялық ыдырауынан түзілетін ақ түсті зат; tбалқу = 2480 ℃, тығыздығы 386 г/см3. Суда аз ериді. Концентрленген минералды қышқылдарда жақсы ериді.
Скандий гидроксиді Sc(OH)3 - аморфты қосылыс. Скандий тұздарының ерітінділеріне аммиак немесе сілті ерітінділерін қосып, тұндыру арқылы алынады. Тұнбаға бөлінуі рН-4,9 болғанда басталады. Сілтілердің, аммоний карбонаттарының, сілтілі металдардың ерітінділерінде ериді; Ерігіштік темір, марганец және т. б. аз еритін гидроксидтердің қатысында күрт төмендейді.
Скандий карбонаты. Скандий (Sc(OH)m)2(CO3)3-m×3H2O негізгі карбонаттардың түзілуімен сипатталады; (NH4)2CO3 және Na2CO3 ерітінділерде басқа СЖЭ қосылыстарына қарағанда жақсы ериді.
Скандий нитраты Sc(NO3)3×4H2O - жақсы еритін тұз; суда ерігіштігі: 61,27% (15 ℃ температурада), 67,60% (50℃ температурада).
Скандий сульфаты Sc(SO4)3 2; 4; 5 және 6 су молекулалары бар гидраттар түзеді. Суда ерігіштігі 28,53% (25 0C-та). Сілтілік металл сульфаттарымен Me(Sc(SO)4)3 немесе Me3(Sc(SO4)3) қосылыстарын түзеді. K3(Sc(SO4)3) K2SO4 ерітіндісінде СЖМ топшасындағы итрий элементтеріне қарағанда 20 есе аз ериді.
Скандий фосфаты ScPO4×2H2O - аз ериді, фосфор қышқылының скандий тұздарының сулы ерітіндісіне әсер ету нәтижесінде түзіледі.
Скандий оксалаты Sc2(C2O4)3×nH2O(n = 3; 4; 5; 6; 18) - қымыздық қышқылының скандий тұздарының бейтарап немесе әлсіз қышқыл ерітінділеріне әсер етуімен түзіледі. Аз ерігіш, ЕКSc2(C2O4)3= 10-27.
Скандий иодиді Sc(IO3)3×1,5H2O - торий мен цирконийдің ұқсас қосылыстарынан айырмашылығы жақсы ериді.
Скандий фториді ScF3 - ақ кристалды зат, tбалқу = 1552 ℃, tқайнау-1607 0C . Көп ерімейді, ЕКScF3 = 3×10-20. Концентрленген H2SO4-пен өңдеу кезінде сульфатқа, NaOH ерітіндісінде қыздырғанда гидроксидке айналады. HF, сілтілі металдар мен аммоний фторидтерінің ерітінділерінде ериді; ерітіндіде (ScF4)-, [ScF6)3 -кешендерін түзеді.
Скандий хлориді ScCl3 -ақ түсті кристалды зат, гигроскопиялық, tбалқу =968 0C, tқайнау = 975 0C. Бу қысымының температураға тәуелділігі (Мпа IgP = -14200/T + 10,49