Սկանդիում

**Սկանդիում**, քիմիական տարր է, որի նշանն է *Sc* և ատոմային թիվը՝ 21։
Երրորդ խմբի երկրորդական ենթախմբի տարր է, չորրորդ պարբերության, ատոմային համարը 21 է, իսկ ատոմական զանգվածը՝ 44,9559, նշվում է Sc ()։ Սկանդիումը բազմաիզոտապային տարր է, իսկ բնության մեջ հանդիպում է միայն մեկ ստաբիլ իզոտոպը՝ 45Sc:

Ռադիոակտիվ իզոտոպ 46Sc-ը նուրբ արդյունաբերությունում օգտագործվում է կտրվածքների համար, մետալուրգիական պրոցեսների վերահսկման համար, ինչպես նաև քաղցկեղի բուժման համար։

Սկանդիումի 47Sc իզոտոպը համարվում է պոզիտրոնի ստացման լավագույն աղբյուրը։ Սկանդիումը մոնոիզոտոպային տարր է, և 100 %-ով կազմված է 45Sc իզոտոպից։ d տարր է, առաջին անցումային տարրը, ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 3s23p63d44s2։ К և L թաղանթները լրացված են։

## Պատմություն
Սկանդիումի գոյությունն առաջին անգամ առաջարկվել է Մենդելեևի կողմից 1870 թվականին, իսկ 1879 թվականին Լ. Ֆ. Նիլսոնովը գադոլինիտ և էվկսենիտ հանքանյութերից, որոնք հայտնաբերվել էին Սկանդինավիայում, առանձնացրել է սկանդիում տարրը (այստեղից էլ առաջացել է տարրի անվանումը)։

## Բնության մեջ
Երկրի ընդերքում սկանդիումի պարունակությունը կազմում է 10 գ/տ։ Ծովային ջրում նրա պարունակությունը կազմում է 4∙10−5 գ/լ։ Հայտնի են սկանդիումի 2 հանքանյութեր, տորտվեյտիտ՝ (Sc,Y)2 Si2O7, որը տարածված է Մադագասկարում և Նորվեգիայում, և ստերրետտիտը՝ Sc[PO4]∙2H2O, սակայն նրանք հանդիպում են շատ հազվադեպ։ Սկանդիումը համարվում է տիպիկ տարածված էլեմենտ, և մտնում է շատ աղերի բաղադրության մեջ։ Սկանդիումի հիմնական հանքային կրողներ են հանդիսանում ֆլյուորիտը (Sc2O3-ի պարունակությունը հասնում է մինչև 1%), կասսիտերիտը (0,005-0,2%), վոլֆրամիտը 0-04 %), իլմենորուտիլը (0,0015-0,3%), տորիանիտը (0,46% Sc2O3), սամարսկիտը (0,45% Sc2O3), վիիկիտ (1,17% Sc2O3), քսենոտիմ (0,0015-1,5%), բերիլլ (0,2%)։ Ընդհանուր առմամբ հայտնի են հարյուրավոր սկանդիում պարունակող աղեր։

### Հայրենիք
Սկանդիումի հսկայական պաշարներ կենտոնացված են Ռուսաստանի, և նախկին Խորհրդային Միության տարածքներում։ Ներկայումս, անկախ փորձագետների հաշվարկների, սկանդիումի (սկանդիումի օքսիդ) հիմնական արտադրողները համարվում են Ռուսաստանը, Ճապոնիան, Ուկրաինան և Ղազախստանը, Նորվեգիա։

## Ֆիզիկական հատկություններ
Սկանդիումն օժտված է թույլ պարամագնիսական հատկություններով։ Նրա մագնիսական զգայունությունը 236∙10−6 (20&nbsp;°C)։ Սկանդիումը փափուկ մետաղ է, մաքուր վիճակում այն հեշտությամբ է ենթարկվում մշակման, հեշտությամբ օգտագործվում է դարբնագործության մեջ, գլանվածքների արտադրությունում, դրոշմագործության մեջ։ Սկանդիումի պարզագույն միացությունը արծաթագույն թեթև մետաղ է, որին բնորոշ է թեթևակի դեղին երանգը։

Նրան հատուկ են երկու բյուրեղային մոդիֆիկացիաներ՝ α-Sc և β-Sc: α↔β անցման ջերմաստիճանը կազմում է 1336&nbsp;°C: Հալման ջերմաստիճանը կազմում է 1541&nbsp;°C, եռման ջերմաստիճանը՝ 2837&nbsp;°C:

## Քիմիական հատկություններ
Սկանդիումը առաջին 3d-էլեկտրոններ պարունակող էլեմենտն է, արտաքին էլեկտրոնային մակարդակում ունի 3d14s2 վիճակ։ Քիմիական հատկություննեով այս տարրին նման են +3 օքսիդացման աստիճան ունեցող էլեմենտները (օրինակ, Ti3+, Fe3+, Mn3+)։

Քիմիական և ֆիզիկական հատկություններով սկանդիումին նաև նման են իտրիումը, լանթանը և լանթանոիդները։ Սկանդիումը իր բոլոր բնական միացություններում ցուցաբերում է դրական վալենտական աստիճան, որը հավասար է 3-ի, այդ պատճառով օքսիդավերականգնման պրոցեսներում նա մասնակցություն չի ցուցաբերում։ Սկանդիումը քիմիական հատկություններով նման է ալյումինին։

Սկանդիումը օդի հետ շփվելիս պատվում է օքսիդային թաղանթով, սակայն ակնառու օքսիդացումը սկսվում է 250 °С ջերմաստիճանից։ Ջրածնի հետ փոխազդելիս (450&nbsp;°C) առաջանում է հիդրիդ ScH2, ազոտի հետ (600-800&nbsp;°C)՝ նիտրիդ, հալոգենների հետ (400-600&nbsp;°C) փոխազդելիս՝ ScCl3 տիպի միացություններ։ Շիկացնելու դեպքում փոխազդեցության մեջ է մտնում ֆտորի, թթվածնի, ածխածնի, ազոտի, ֆոսֆորի հետ։ Սենյակային ջերմաստիճանում փոխազդում է քլորի, բրոմի և յոդի հետ։

Փոխազդում է ուժեղ թթուների հետ, ուժեղ թթուների օքսիդների հետ, և ալկալու կոնցենտրացիոն լուծույթների հետ։ Ջրում սկանդիումի միացությունները հիդրոլիզվում են, առաջացնելով համապատասխան աղեր։ Sc+3 իոնը անգույն իոն է, որի կորդինացիոն թիվը ջրային լուծույթներում հավասար է 6-ի։ Ինչպես ալյումինի դեպքում, այնպես էլ սկանդիումի հիդրօքսիդը ամֆոտեր է, և լուծվում է որպես ամֆոտերային թթու։ Սկանդիումի քլորիդը, բրոմիդը, յոդիտը և սուլֆատը լավ լուծվում են ջրում։

Սկանդիումի ֆտորիդը և ֆոսֆատը ջրում չեն լուծվում, սակայն ֆտորիդը լուծվում է ֆտորիդ-իոնի ավելցուկային առկայության պայմաններում, առաջացնելով ScF3-ը։ Սկանդիումի նիտրիդը, սուլֆիդը և կարբոնատը ջրային պայմաններում հիդրոլիզվում են։ Հարկ է նշել, որ քարածխի շերտերից սկանդիումի հսկայական ռեսուրսներ են ստացվում, իսկ սկանդիումի հեռացման տեխնալոգիան մեծ խնդիր է սինթետիկ հեղուկ վառելիքի ստացման համար։

Սկանդիումը օգտագործվում է առավել պինդ նյութերի ստացման համար։ Օրինակ՝ տիտանի կարբիտը սկանդիումի կարբիտի հետ խառնելիս երկու անգամ բարձրացնում է նրա ամրությունը, ինչն էլ նոր նյութը դարձնում է ալմազից հետո ամուր չորրորդ նյութը։ Սկանդիումը հետաքրքիր խառնուրդ է ստեղծում բերիլիումի հետ, որն ունի եզակի ջերմադիմացկունություն և ամրություն։

## Ատացում և արտադրություն
Սկանդիումը համարվում է ցրված լիտոֆիլային տարր, (ժայռերի, ապարների տարր) այդ պատճառով այս էլեմենտի արտադրության տեխնոլոգիայում եթե լրիվ առանձնացվի սկանդիումը վերամշակված հանքանյութերից, նրա տարեկան արտադրանքը կավելանա։

Սկանդիումը օքսիդների տեսքով մեծ մասամբ վերականգնվում է.
* վոլֆրամային,
* օլովյանային,
* տիտանային,
* ուրանային հանքանյութերի
* բոքսիտների հիդրո- և պիրոմետալուրգիական մշակմամբ։

Օքսիդները քլորացնում կամ ֆտորացնում են բարձր ջերմաստիճանում, որից հետո մետաղական սկանդիումը (≈99,5%) ստանում են նրա քլորիդների կամ ֆտորիդների մետաղական կալցիումով թերմիկ վերականգնմամբ, բարձր վակուումում 133,3•10−6 ն/մ2 (10−6), 1600-1700&nbsp;°C:

Սկանդիումը կարող ենք համարել 21-րդ դարի մետաղ, և կարող ենք կանխատեսել նրա արտադրության ծավալների բարձրացում, գնի աճ, և հսկայական քանակությամբ քարային ածխի վերամշակում հեղուկ վառելիքի։

### Արտադրություն
1988 թվականին սկանդիումի օքսիդի արտադրությունը աշխարհում կազմում է.

## Կիրառություն
Սկանդիումի գլխավորապես կիրառվում է ալյումինասկանդիումային համաձուլվածների ստացման համար, որոնք լայն կիրառություն ունեն սպորտային տեխնիկաների և սարքավորումների արտադության համար (մոտոցիկլետներ, բեյսբոլի մականներ և այլն), ամեն բնագավառում, որտեղ անհրաժեշտ են շատ ամուր սարքավորումներ։ Ալյումինի և սկանդիումի համաձուլվածքը աչքի է ընկնում առավել ամրությամբ և ճկունությամբ։

Մաքուր սկանդիումի ուժը մոտ 400 ՄՊա է, իսկ տիտանի մոտ այն մոտավորապես հավասար է 250-350 ՄՊա-ի։

### Ինքնաթիռաշինությունում
մինի|ՄԻԳ-29- ինքնաթիռը պատրաստված է Sc-ի խառնուրդից
Սկանդիումի խառնուրդների լայն կիրառումը ավիացիայում և հրթիռների արտադրության մեջ թույլ է տալիս բավականին իջեցնել փոխադրումների արժեքը և կտրուկ բարձրացնել շահագործվող համակարգերի հուսալիությունը, օգտագործվում է նաև պարկուճների արտադությունում։ Շատ կարևոր է նաև այն հանգամանքը, որ սկանդիումը հաֆնյումով լեգիրացված խառնուրդները ամացնում է։ Շատ կարևոր է իմանալ նաև այն մասին, որ մաքուր ալյումինի և սկանդիումի լեգիրացված վիճակը բարձրացնում է մետաղալարերի ջերմահաղորդականությունը։

Սկանդիումն օգտագործվում է չափազանց ամուր մատերիալների ստացման համար։ Օրինակ, կարբիդի տիտանի լեգիրացված վիճակը սկանդիումի կարբիդով, մոտ երկու անգամ բարձրացնում է նրա միկրոամրությունը, իսկ ստացված նոր մատերիալը համարվում է ալմաստից հետո չորրորդ կարծր նյութը։

### Բժշկության մեջ
Սկանդիումի օքսիդը մեծ կիառություն ունի նաև բժշկության մեջ, մասնավորապես ատամնաբուժական պրակտիկայում, քանի որ ապահովում է ատամնաշարային կծվածքների բարձր որակը։ Սկանդիումը լայն օգտագործում ունի նաև բազմաշերտանոց ռենտգենային հայելիների արտադրության մեջ։ Ամեն տարի 80 կգ սկանդիում (Sc2O3 միացության տեսքով) օգտագործվում է բարձր ինտեսիվությամբ լուսատու էլեմենտների արտադրության համար։

Սկանդիումի յոդիտը ավելացվում է սնդիկա-գազային լամպերի, ըստ արտադրողների, դա շատ լավ լույսի աղբյուր է, նման է արևի լույսին, որն ապահովում է տեսախցիկի լավ լուսարձակումը։

## Տես նաև
* Պարբերական աղյուսակ
* Sc - Science Channel

## Ծանոթագրություններ

## Գրականություն
* *Коган. Б. И., Названова. В. А.* Скандий. — М.: Изд-во АН УССР, 1963. — 304 с. с илл.
* 

## Արտաքին հղումներ

* Webelements-ում
* Սկանդիումը քիմիական տարրերի հայտնի գրադարանում
* Scandium at *[[The Periodic Table of Videos]]* (University of Nottingham)
* WebElements.com – Scandium

Կատեգորիա:Անցումային մետաղներ
Կատեգորիա:Դմիտրի Մենդելեև
Կատեգորիա:Հազվագյուտ հողային տարրեր
Կատեգորիա:Սկանդիում