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Le scandium est un élément chimique, de
symbole Sc et de numéro atomique 21.
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| Général | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nom, Symbole, Numéro | Scandium, Sc, 21 | ||||||||||||||||||
| Série chimique | métaux de transition | ||||||||||||||||||
| Groupe, Période, Bloc | 3, 4, d | ||||||||||||||||||
| Masse volumique, Dureté | 2985 kg/m3, ND | ||||||||||||||||||
| Couleur | Blanc argenté |
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| Propriétés atomiques | |||||||||||||||||||
| Masse atomique | 44.955910 u | ||||||||||||||||||
| Rayon atomique (calc) | 160 (184) pm | ||||||||||||||||||
| Rayon de covalence | 144 pm | ||||||||||||||||||
| Rayon de van der Waals | ND | ||||||||||||||||||
| Configuration électronique | [Ar]3d1 4s2 | ||||||||||||||||||
| Électrons par niveau d'énergie | 2, 8, 9, 2 | ||||||||||||||||||
| États d'oxydation (Oxyde) | 3 (base faible) | ||||||||||||||||||
| Structure cristalline | hexagonal | ||||||||||||||||||
| Propriétés physiques | |||||||||||||||||||
| État de la matière | solide | ||||||||||||||||||
| Température de fusion | 1814 K | ||||||||||||||||||
| Température de vaporisation | 3103 K | ||||||||||||||||||
| Volume molaire | 15.00×10-6 m3/mol | ||||||||||||||||||
| Énergie de vaporisation | 314.2 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| Énergie de fusion | 14,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| Pression de la vapeur | 22,1 Pa à 1812 K | ||||||||||||||||||
| Vélocité du son | ND m/s à 293,15 K | ||||||||||||||||||
| Divers | |||||||||||||||||||
| Électronégativité | 1.36 (Échelle de Pauling) | ||||||||||||||||||
| Capacité calorique spécifique | 568 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||
| Conductivité électrique | 1.77 106/m ohm | ||||||||||||||||||
| Conductivité thermique | 15.8 W/(m*K) | ||||||||||||||||||
| 1er Potentiel d'ionisation | 633.1 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 2e Potentiel d'ionisation | 1235.0 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 3e Potentiel d'ionisation | 2388.6 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 4e Potentiel d'ionisation | 7090.6 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 5e Potentiel d'ionisation | 8843 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 6e Potentiel d'ionisation | 10679 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 7e Potentiel d'ionisation | 13310 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 8e Potentiel d'ionisation | 15250 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 9e Potentiel d'ionisation | 717370 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 10e Potentiel d'ionisation | 21726 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| Isotopes les plus stables | |||||||||||||||||||
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| Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |||||||||||||||||||
C'est un métal de transition mou, d'aspect blanc
argenté. On trouve du scandium dans quelques rares minéraux en provenance de Scandinavie. Il est parfois classé avec l'yttrium et les lanthanides dans les terres rares.
| Sommaire |
Le scandium est un élément métallique mou, rare, trivalent, très léger qui devient jaunâtre ou rose lorsqu'il est exposé à l'air. Cet élément ressemble plus chimiquement à l'yttrium et aux terres rares qu'il ne ressemble à l'aluminium et au titane qui sont ses voisins dans le tableau périodique. L'état d'oxydation le plus commun du scandium est +3.
On utilise environ 20 kg de scandium (sous forme de Sc2O3) par année aux États-Unis pour la fabrication d'éclairage à haute intensité. L'isotope radioactif Sc-46 est utilisé dans les raffineries de pétrole lors du craquage comme marqueur. Lorsqu'on ajoute de l'iodure de scandium à une lampe à vapeur de mercure, on obtient une source de lumière spectralement comparable au soleil qui est utilisé comme source lumineuse pour la vidéo de nuit ou en intérieur. Le scandium possède un point de fusion beaucoup plus élevé que celui de l'aluminium, et a été étudié pour de possibles applications aérospatiales.
Scandium (latin: scandia→scandinavie) a été découvert par Lars Fredrick Nilson en 1879 lorsque lui et son équipe recherchaient des terres rares. Nilson mit en évidence le nouvel élément par analyse spectrale faite à partir de minerai d'euxenite et de gadolinite. Afin d'isoler l'élément il traita 10 kilogrammes d'euxenite afin d'obtenir 2 grammes d'oxyde de scandium (Sc2O3) très pur.
En 1869 Dimitri Mendeleev prédit certaines propriétés du scandium qu'il nomma alors ekaboron, en utilisant sa loi périodique. Per Theodor Cleve découvrit l'oxyde de scandium à peu près au même moment mais contrairement à Nilson, Cleve détermina que le scandium était identique à l'ekaboron.
En 1937, pour la première fois du scandium métallique est produit par électrolyse d'un mélange de potassium, de lithium, et d'oxyde de scandium fondu à 700-800°C. La première livre de scandium métallique pur à 99% ne fut pas produite avant 1960.
Les seules sources de scandium concentré connues sont les minerais de thortveitite, d'euxenite et de gadolinite que l'on trouve en faible quantité en Scandinavie. On ne trouve pas naturellement de scandium métallique. Le scandium est le 23e élément le plus abondant dans le soleil, mais seulement le 50e sur terre. On le retrouve distribué de manière uniforme sur terre dans plus de 800 minéraux. Il représente une grande partie d'un minerai rare le thortveitite, et on le trouve aussi comme résidu après l'extraction du tungstène de la wolframite. Le Thortveitite est une des sources principales de Scandium, il est aussi présent dans les produits secondaires de l'extraction de l'uranium. On obtient industriellement du scandium par réduction du fluorure de scandium en présence de calcium métallique.
On ne trouve naturellement qu'un seul isotope du scandium le 45Sc. On a découvert 13 autres isotopes dont les plus stables sont le 46Sc avec une demi-vie de 83,79 jours, le 47 avec une demi-vie de 3,3492 jours, et le 48Sc d'une demi-vie de 43,67 heures. Les autres isotopes ont tous une demi-vie inférieure à 4 heures et la plus grande partie inférieure à 2 minutes. Les isotopes du scandium ont un poids atomique variant de 39,978 uma pour le 40Sc, jusqu'à 53,963 uma pour le 54Sc. Le mode de désintégration primaire pour les isotopes avant 45Sc est la capture électronique alors qu'après c'est l'émission béta.
Le poudre de scandium métallique est inflammable.
