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Das Periodensystem der Elemente für den Schulgebrauch |
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| Scandium | |
(Scandiumgruppe) 4. Periode _______________ 3. Gruppe (IUPAC 89) |
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| Elementart: Metall | Oxidationsstufe(n): +3 |
| Schmelztemperatur: 1541 °C (1814 K) | Elektronegativität: 1,3 |
| Siedetemperatur: 2830 °C (3103 K) | Atomradius: 161 pm |
| Dichte: 2,985 g/cm3 | Erdkrustenhäufigkeit: 5×10–4 % |
| Anordnung der Elektronen | |||||||||||||||||||
| 1s | 2s | 2p | 3s | 3p | 3d | 4s | 4p | 4d | 4f | 5s | 5p | 5d | 5f | .. | 6s | 6p | 6d | ... | 7s |
| 2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 1 | 2 | |||||||||||||
| Name | Abgeleitet von dem lat. "scandia" für Skandinavien. | ||
| Entdeckung | Die Existenz des Elements wurde 1871 von Mendelejew als "Eka-Bor" vorhergesagt. 1879 fand es der schwedische Chemiker Lars Fredrik Nilson in den Mineralen Euxenit und Gadolinit. Per Theodor Cleve überprüfte im gleichen Jahr die Eigenschaften des Scandiums und konnte so die Übereinstimmung mit dem "Eka-Bor" Mendelejews bestätigen. Siehe:  Die Entdeckung der Seltenerdmetalle
Gadolinit (schwarz) aus der Ytterby gruva. (Mineraliensammlung der Bergskola Falun, Stora Museum Bergwerk Falun) |
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| Eigenschaften | Silberweißes, relativ weiches Seltenerdmetall. Es kann zu Folien ausgewalzt werden. Foto: Elemente-Börse  Scandium In seinen chemischen Eigenschaften ähnelt es dem Yttrium und den Lanthanoiden sowie - weniger ausgeprägt - dem Aluminium und Titan. Bei normaler Temperatur wird es an der Luft nicht angegriffen. Bei erhöhter Temperatur reagiert es mit Sauerstoff zu Scandiumoxid Sc2O3 und mit Chlor zu Scandiumchlorid ScCl3. Mit Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff und Bor reagiert Scandium bei erhöhter Temperatur unter Bildung von Einlagerungsverbindungen.(Dank an Prof. B. Müller, Justus-Liebig-Universität Gießen)  Scandium in Glasampulle. |
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| Vorkommen | Scandium ist im Mineral Thortveitit (Y,Sc)2Si2O7, einem Yttrium-Scandium-Silicat, enthalten und tritt als Begleiter der anderen Seltenerdmetalle in den entsprechenden phosphatischen oder silicatischen Mineralien auf. Scandium ist zwar relativ weit verbreitet, findet sich jedoch nur selten in angereicherter Form. Derzeit gibt es auf der Welt nur eine einzige Lagerstätte, die speziell zur Gewinnung von Scandium ausgebeutet wird. Das Gestein dieser Lagerstätte in der Ukraine hat einen Gehalt von ca. 105 Gramm Scandium pro Tonne. | ||
| Gewinnung | Das metallische Scandium wird entweder aus einer Schmelze von ScCl3/LiCl/KCl durch Elektrolyse an einer Zinkkathode oder durch Reduktion von Scandiumfluorid ScF3 mit Calcium in Gegenwart von Lithiumfluorid und Zink bei 1000 °C gewonnen. In beiden Fällen bildet sich eine Scandium-Zink-Legierung, aus der anschließend das Zink abdestilliert wird. Das zurückbleibende Scandium wird danach zur Reinigung einer Hochvakuumdestillation unterzogen. | ||
| Verwendung | Aluminium-Legierungen mit max. 2% Scandium finden Verwendung im Flugzeugbau (z.B. MIG 29) und in besonders leichten Rahmen für Rennräder. Der Scandiumzusatz zum Aluminium soll dessen Gefüge verfeinern und Grobkornbildung - als potentielle Schwachstelle im Material - unterbinden. Im Cer-Mischmetall ist ebenfalls Scandium enthalten. Scandiumiodid wird in Xenon-Lampen für Autoscheinwerfer eingesetzt. Foto: US-Air Force  Die in der ehemaligen UdSSR gebaute, 1983 erstmals in Dienst gestellte MIG 29 war der erste Flugzeugtyp, bei dem in größerem Ausmaß Aluminium-Scandium-Legierungen verwendet wurden. Das Foto zeigt eine MIG 29 der Bundesluftwaffe. |
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| Isotope | 45Sc (100%) | ||
| Redox-Potenziale |
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Sc3+ + 3 e–
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