სკანდიუმი
სკანდიუმი წარმოადგენს ქიმიურ ელემენტს, რომლის სიმბოლოა Sc და ატომური ნომერი 21. წარმოადგენს მოვერცხლისფრო-თეთრ მეტალს და მიეკუთვნება გარდამავალ მეტალებს. თუმცა ადრე მას განიხილავდნენ როგორც იშვიათ მიწათა ელემენტს იტრიუმისა და ლანთანოიდების მსგავსად. სკანდიუმი 1879 წელს ლ.გ. ნილსონმა და მისმა თანამშრომლებმა აღმოაჩინეს სკანდინავიაში არსებული მინერალების ეუქსინიტისა და გადოლინიტის სპექტრალური ანალიზით.
სკანდიუმი დედამიწაზე უძველესი ელემენტია. იგი გვხვდება ურანის დეპოზიტებში, მაგრამ მისი ექსტრაქცია ამ მადნებიდან ძალიან მცირე რაოდენობითაა შესაძლებელი.
ისტორია
დ.ი. მენდელეევმა, რომელმაც შექმნა პერიოდული სისტემა, იწინასწარმეტყველა უცნობი ელემენტის არსებობა და მას უწოდა ეკაბორი - ატომური მასით 40-დან 48-მდე (1869). ათი წლის შემდეგ ლ. ნილსონმა აღმოაჩინა ახალი ელემენტი მინერალებში ეუქსინიტში და გადონილიტში. ეს მინერალები იყო სკანდინავიიდან. მაშინ შესაძლებელი გახდა 2 გ ძალიან სუფთა სკანდიუმის ოქსიდის მიღება. ლ. ნილსონმა ამ ელემენტს უწოდა სკანდიუმი, ლათინური სიტყვიდან ”Scandia”, რაც სკანდინავიას ნიშნავს. ნილსონმა არ იცოდა მენდელეევის წინასწარმეტყველების შესახებ, მაგრამ ა.თ. ქლივიმ შეიცნო, რომ ეს ელემენტი (სკანდიუმი) იყო მენდელეევის მიერ ნაწინასწარმეტყველები ელემენტი ეკაბორი.
გავრცელება
სკანდიუმი არც ისე მცირე რაოდენობითაა დედამიწია ქერქში. მისი რაოდენობა (18-24 მნ) უახლოვდება კობალტის რაოდენობას (20-30 მნ). იგი გავრცელებულია გაფანტულად და ბევრ მინერალში გვხვდება კვალის სახით. მის საუკეთესო მინერალებს სკანდინავიიდან და მაგადასკარიდან წარმოადგენენ თორთვიტიტი, ეუქსინიტი და გადოლინიტი, რომლებიც საკმაო რაოდენობით შეიცავენ სკანდიუმს. თორთვიტიტი შეიცავს 45%-ზე მეტ ამ ელემენტს სკანდიუმ (III) ოქსიდის სახით.
სკანდიუმი უფრო გავრცელებულია მზეზე და ვარსკვლავებზე, ვიდრე დედამიწაზე, სადაც იგი გავრცელების მიხედვით ორმოცდამეათე ელემენტია (ოცდამეთხუთმეტე დედამიწის ქერქში), ხოლო მზეზე გავრცელებით სკანდიუმი ოცდამესამე ელემენტია.
იზოტოპები
ბუნებაში გავრცელებული სკანდიუმი შედგება ერთი სტაბილური 45Sc იზოტოპისაგან, ბირთვული სპინით 7/2. ცამეტი რადიოიზოტოპიდან შედარებით მდგრადია 46Sc იზოტოპი, ნახევარდაშლის პერიოდით 83.8 დღე, 47Sc ნახევარდაშლის პერიოდია 3.35 დღე და 48Sc ნახევარდაშლის პერიოდი კი - 43.7 საათი. დანარჩენი რადიოაქტიური იზოტოპების ნახევარდაშლის პერიოდი 4 საათზე ნაკლებია, უმრავლესობისა კი - 2 წუთზე ნაკლებია.
ქიმიური თვისებები
მეტალური სკანდიუმი მძიმე მეტალია და ჰგავს ვერცხლს. იგი ჰაერზე ღებულობს მკრთალ, მოყვითალო ფერს, რადგანაც იფარება დამცველი Sc2O3-ის თხელი ფენით. იგი ნელა იხსნება განზავებულ მჟავებში: ქლორწყალბადში, გოგირდმჟავაში, აზოტმჟავაში. არ შედის რეაქციაში 1:1 თანაფარდობით აზოტმჟავასთან (HNO3) და ქლორწყალბადთან (HCl).
ასევე არ შედის რეაქციაში HF-თან. სავარაუდოდ ამ შემთხვევაში მეტალის ზედაპირზე წარმოიქმნება გაუმტარი პასიური ფენა.
სკანდიუმი ქიმიური ბუნებით უფრო ახლოსაა იტრიუმთან, ვიდრე ალუმინთან. იგი წარმოადგენს ლანთანის მსგავს ელემენტს.
ოქსიდი -Sc2O3 სუსტი მჟავა თვისებისაა, ხოლო ჰიდროქსიდი Sc(OH)3 - ამფოტერულია:
Sc(OH)3 + 3 OH− → Sc(OH) 63−
Sc(OH)3 + 3 H+ + 3 H2O → [Sc(H2O)6]3+
სკანდიუმის ოქსიდჰიდროქსიდის (ScO(OH)) α- და g-ფორმები იზოსტრუქტურულია მათი მსგავსი ალუმინ ოქსიდ ჰიდროქსიდისა. Sc3+ წყალხსნარს აქვს მჟავა თვისება, რადგანაც იგი განიცდის ჰიდროლიზს.
სკანდიუმის ჰალოგენიდები ScX3 (X = Cl, Br, I) კარგად იხსნებიან წყალში, ხოლო ScF3 წყალში არ იხსნება. ოთხივე ჰალოგენიდში სკანდიუმის კოორდინაციული რიცხვი უდრის 6. ჰალოგენიდები წარმოადგენენ ლუისის მჟავებს. მაგალითად, ScF3 იხსნება ჭარბი ფთორის შემცველ ხსნარში, [ScF6]3−-ის წარმოქმნით. იგი Sc(III) კომპლექსის ტიპიური მაგალითია, რომელშიც კოორდინაციული რიცხვი უდრის ექვსს. იტრიუმის და ლანთანის უფრო დიდ იონებში ხშირად კოორდინაციული რიცხვია 8 ან 9.
სკანდიუმ-ალუმინისა და Sc-Ti შენადნობებს იყენებენ ზოგიერთი მაღალტექნოლოგიურ სპორტული ინვენტარის, მაგალითად ბეისბოლის ჯოხი, ველოსიპედის ნაწილები, დასამზადებლად. სკანდიუმს შეიცავს ელექტრონული გამოთვლითი მანქანების მეხსიერების მოწყობილობები.
Mig-29 ნაწილები დამზადებულია
Al-Sc შენადნობისაგან
მიღება
მეტალური სკანდიუმი პირველად მიღებულ იქნა 1937 წელს კალიუმის, ლითიუმის და სკანდიუმ ქლორიდის ევტექტიკური ნარევის ელექტროლიზით 700-800°C-ზე. სკანდიუმი 99% სისუფთავით პირველად მიღებულ იქნა 1960 წელს, ხოლო მისი გამოყენება ალუმინის შენადნობთან დაიწყო 1971 წელს. 1% სკანდიუმის დამატება 80% ნიკელისა და 20% ქრომის შემცველ შენადნობზე, აუმჯობესებს ამ შენადნობის გამძლეობას მაღალი ტემპერატურის მიმართ.
სკანდიუმის მსოფლიო წარმოება ორი ტონაა წელიწადში სკანდიუმოს ოქსიდის სახით. რუსეთი ცივი ომის პერიოდში აწარმოებდა 400 კგ სკანდიუმს. 2003 წელს სკანდიუმს აწარმოებენ უკრაინაში, რუსეთში, ჩინეთში ურანის, კრონის და აპატიტების საბადოებიდან. ამ მადნებიდან სკანდიუმი წარმოადგენს თანაურ პროდუქტს სხვა ელემენტების ექსტრაქციის შემდეგ. ინდუსტრიულად ასევე იწარმოება სკანდიუმის ოქსიდი, რომელიც შემდეგ გადაჰყავთ სკანდიუმის ფთორიდში და აღადგენენ მეტალური კალციუმით.
ბიოლოგიური როლი
სკანდიუმის რაიმე ბიოლოგიური მნიშვნელობა არ არის გამოვლენილი.
ელემენტური სკანდიუმი შედარებით ნაკლებ ტოკსიკურია. სკანდიუმის ნაერთებით პატარა ცხოველებზე ჩატარებულია ტესტების საფუძველზე, რომელიც დადგენილი იქნა სკანდიუმ (III) ქლორიდით მუცლის კუნთში შეყვანით, საშუალო ლეტალური დოზა (LD50) არის 4 მგ/კგ, ხოლო ორალურად 755 მგ/კგ. ეს მონაცემები აჩვენებენ, რომ სკანდიუმის ნაერთები შეიძლება ჩაითვალოს ზომიერად ტოქსიკურ ნაერთებად.
მასალა მომზადებულია www.wikipedia.com -ის მიხედვით
