Unsur golongan 3
Golongan 3 adalah golongan unsur dalam tabel periodik. Golongan ini, seperti golongan blok-d lainnya, seharusnya mengandung empat unsur, namun tidak disepakati unsur-unsur apa saja yang termasuk dalam golongan tersebut. Skandium (Sc) dan yttrium (Y) selalu disertakan, namun dua ruang lainnya biasanya ditempati oleh lantanum (La) dan aktinium (Ac), atau
oleh lutetium (Lu) dan lawrencium (Lr); kadang-kadang, tetapi jarang, golongan ini harus diperluas menjadi 32 unsur (dengan memasukkan semua lantanida dan aktinida) atau diringkas hanya mengandung skandium dan yttrium. Bila golongan ini dipahami mengandung semua lantanida, nama trivialnya adalah logam tanah jarang.
Tiga unsur golongan 3 terjadi secara alami: skandium, yttrium, dan lantanum atau lutetium. Lanthanum melanjutkan tren perilaku kimia umum yang dimulai oleh dua anggota yang lebih ringan, sementara perilaku lutetium lebih mirip yttrium. Sementara pilihan lutetium akan sesuai dengan tren logam transisi periode 6 untuk berperilaku lebih mirip dengan tetangga atas mereka pada tabel periodik, pilihan
lantanum sesuai dengan tren pada blok-s, yang secara kimiawi lebih mirip dengan unsur golongan 3. Mereka semua adalah logam putih keperakan di bawah kondisi standar. Unsur keempat, baik aktinium atau lawrencium, hanya memiliki isotop radioaktif. Actinium, yang hanya ada dalam jumlah renik, melanjutkan kecenderungan perilaku kimia logam yang membentuk ion tripositif dengan
konfigurasi gas mulia; lawrencium sintetis menunjukkan lebih mirip dengan lutetium dan yttrium. Sejauh ini, tidak ada percobaan yang dilakukan untuk mensintesis unsur yang bisa menjadi unsur golongan 3 berikutnya. Unbiunium (Ubu), yang dapat dianggap sebagai unsur golongan 3 jika didahului oleh lantanum dan aktinium, dapat disintesis dalam waktu dekat, hanya tiga spasi dari unsur terberat yang ada saat ini, oganesson.
Pada tahun 1787, kimiawan paruh waktu Swedia, Carl Axel Arrhenius, menemukan sebuah batu hitam yang berat di dekat desa Ytterby, Swedia (bagian dari Kepulauan Stockholm). Ia berpikir bahwa itu adalah mineral tak dikenal yang mengandung unsur tungsten yang baru ditemukan, dia menamainya dengan ytterbite. Ilmuwan Finlandia Johan Gadolin mengidentifikasi oksida baru atau "tanah" dalam
sampel Arrhenius pada tahun 1789, dan menerbitkan analisis lengkapnya pada tahun 1794; pada 1797, oksida baru tersebut dinamakan "yttria". Beberapa dasawarsa setelah ilmuwan Prancis Antoine Lavoisier mengembangkan definisi unsur kimia modern yang pertama, diyakini bahwa tanah dapat direduksi menjadi unsur-unsurnya, yang berarti bahwa penemuan tanah baru setara dengan penemuan
unsur yang diandungnya, yang dalam hal ini adalah "yttrium".. Sampai awal 1920an, simbol kimia "Yt" digunakan untuk unsur tersebut, setelah itu "Y" mulai digunakan secara umum. Logam yttrium pertama kali diisolasi pada tahun 1828 ketika Friedrich Wöhler memanaskan yttrium (III) klorida anhidrat dengan kalium untuk membentuk logam yttrium dan kalium klorida.
Pada tahun 1869, kimiawan Rusia Dmitri Mendeleev menerbitkan tabel periodiknya, yang memiliki ruang kosong untuk unsur tepat di atas dan di bawah yttrium. Mendeleev membuat beberapa prediksi untuk tetangga atas yttrium, yang dia sebut "eka-boron". Kimiawan Swedia Lars Fredrik Nilson dan timnya menemukan unsur yang hilang dalam mineral euxenite dan gadolinite dan menyiapkan 2 gram
skandium (III) oksida dengan kemurnian tinggi. Dia menamainya skandium, dari yang berarti "Skandinavia". Percobaan kimia pada unsur tersebut membuktikan bahwa saran Mendeleev benar; bersamaan dengan penemuan dan karakterisasi galium dan germanium, membuktikan kebenaran keseluruhan tabel periodik dan hukum periodik. Nilson rupanya tidak menyadari prediksi
Mendeleev, namun Per Teodor Cleve mengenali korespondensi dan memberitahu Mendeleev. Skandium metalik diproduksi untuk pertama kalinya pada tahun 1937 dengan elektrolisis campuran eutektik kalium, litium, dan skandium klorida, pada suhu 700-800 °C.
Pada tahun 1751, ahli mineral asal Swedia Axel Fredrik Cronstedt menemukan mineral berat dari tambang di Bastnäs, yang kemudian dinamai cerite. Tiga puluh tahun kemudian, anak laki-laki berusia lima belas tahun Vilhelm Hisinger, dari keluarga yang memiliki tambang tersebut, mengirim sampelnya ke Carl Scheele, yang tidak menemukan unsur baru di dalamnya. Pada tahun 1803, setelah
Hisinger menjadi seorang ahli besi, dia kembali ke mineral tersebut bersama Jöns Jacob Berzelius dan mengisolasi sebuah oksida baru yang mereka namakan "ceria" sesuai nama planet kerdil Ceres, yang telah ditemukan dua tahun sebelumnya. Ceria was simultaneously independently isolated in Germany by Martin Heinrich Klaproth. Antara tahun 1839 dan 1843, ceria yang merupakan campuran oksida dibuktikan oleh
ahli bedah dan kimiawan Swedia Carl Gustaf Mosander, yang tinggal di rumah yang sama dengan Berzelius: ia memisahkan dua oksida lain yang dinamakannya "lanthana" dan "didymia". Dia melakukan dekomposisi parsial terhadap sampel serium nitrat dengan memanggangnya di udara dan kemudian mengolah oksida yang dihasilkan dengan asam nitrat. Karena sifat lantanum hanya sedikit
berbeda dari serium, dan terjadi bersamaan dalam garamnya, dia menamainya dengan "" [lanthanein] dari bahasa Yunani Kuno yang berarti "berbaring tersembunyi". Logam lantanum yang relatif murni pertama kali diisolasi pada tahun 1923.
Lutetium ditemukan secara terpisah pada tahun 1907 oleh ilmuwan Prancis Georges Urbain, ahli mineral Austria Baron Carl Auer von Welsbach, dan kimiawan Amerika Charles James sebagai pengotor mineral ytterbia, yang dianggap oleh kebanyakan ahli kimia hanya terdiri dari ytterbium. Welsbach mengusulkan nama "cassiopeium" untuk unsur 71 (sesuai konstelasi Cassiopeia) dan "aldebaranium"
(sesuai bintang Aldebaran) untuk nama baru ytterbium namun usulan penamaan ini ditolak, walaupun banyak ilmuwan Jerman pada tahun 1950an menyebut unsur 71 sebagai cassiopeium. Urbain memilih nama "neoytterbium" (bahasa Latin yang berarti "ytterbium baru") untuk ytterbium dan "lutecium" (dari bahasa Latin Lutetia, yang berarti Paris) untuk unsur baru tersebut.
Perselisihan tentang prioritas penemuan ini didokumentasikan dalam dua artikel dimana Urbain dan von Welsbach saling menuduh penerbitan hasilnya dipengaruhi oleh penelitian yang dipublikasikan. Komisi Massa Atom, yang bertanggung jawab atas pengaitan nama untuk unsur baru, menyelesaikan perselisihan tersebut pada tahun 1909 dengan memberikan prioritas kepada Urbain dan mengadopsi namanya
sebagai nama resmi. Keputusan ini jelas bermasalah mengingat Urbain adalah satu dari empat anggota komisi tersebut. Pemisahan lutetium dari ytterbium pertama kali dijelaskan oleh Urbain dan penghargaan penamaan datang kepadanya, namun "neoytterbium" akhirnya dikembalikan ke ytterbium dan pada tahun 1949, ejaan unsur 71 diubah menjadi lutetium.
Ironisnya, Charles James, yang dengan rendah hati menghindari argumen tersebut sebagai prioritas, bekerja dalam skala yang jauh lebih besar daripada yang lain, dan pastinya memiliki persediaan lutetium terbesar saat itu.
André-Louis Debierne, seorang kimiawan Prancis, mengumumkan penemuan aktinium pada tahun 1899. Dia memisahkannya dari residu pitchblende yang ditinggalkan oleh Marie dan Pierre Curie setelah mereka mengekstraksi radium. Pada tahun 1899, Debierne menggambarkan substansi yang serupa dengan titanium dan (pada tahun 1900) mirip dengan thorium. Friedrich Oskar Giesel secara independen menemukan aktinium pada tahun 1902 sebagai
zat yang mirip dengan lantanum dan menyebutnya "emanium" pada tahun 1904. Setelah perbandingan substansi waktu paruh yang ditentukan oleh Debierne, Hariett Brooks pada tahun 1904, dan Otto Hahn serta Otto Sackur pada tahun 1905, mempertahankan nama yang dipilih Debierne untuk unsur baru ini karena urusan senioritas, terlepas dari sifat kimia yang kontradiktif yang dia klaim untuk unsur tersebut pada waktu yang berbeda.