СКА́НДИЙ

СКА́НДИЙ (лат. Scandium), Sc, хи­мич. эле­мент III груп­пы ко­рот­кой фор­мы (3-й груп­пы длин­ной фор­мы) пе­рио­дич. сис­те­мы, ат. н. 21, ат. м. 44,955912; от­но­сит­ся к ред­ко­зе­мель­ным эле­мен­там. В при­ро­де один ста­биль­ный изо­топ ⁴⁵Sc; ис­кус­ст­вен­но по­лу­че­ны ра­дио­изо­то­пы с мас­со­вы­ми чис­ла­ми 36–44 и 46–60, наи­бо­лее дол­го­жи­ву­щий ⁴⁶Sc (Т_1/2 83,81 сут, β-рас­пад). Кон­цен­тра­ция С. в зем­ной ко­ре 2,5·10^–3% по мас­се, в оке­ан­ской во­де 6·10^–7 мг/дм³. Из­вест­но бо­лее 100 ми­нера­лов, со­дер­жа­щих С.; соб­ст­вен­ные очень ред­кие ми­не­ра­лы – торт­вей­тит (Sc,Y)₂Si₂O₇ и неcк. др. си­ли­ка­тов. Су­ще­ст­во­ва­ние С. пред­ска­зал Д. И. Мен­де­ле­ев в 1870; эле­мент от­крыт швед. хи­ми­ком Л. Ф. Ниль­со­ном в 1879; назв. про­изош­ло от лат. Scandia – Скан­ди­на­вия.

Кон­фи­гу­ра­ция внеш­них элек­трон­ных обо­ло­чек ато­ма С. 3d¹4s²; ус­той­чи­вая сте­пень окис­ле­ния +3, ред­ко +2; энер­гии ио­ни­за­ции Sc⁰→ Sc¹⁺→ Sc²⁺→ Sc³⁺ со­от­вет­ст­вен­но рав­ны 6,5616, 12,80 и 24,76 эВ; элек­тро­от­ри­ца­тель­ность по По­лин­гу 1,36; атом­ный ра­ди­ус 164 пм, ион­ный ра­ди­ус Sc³⁺ 89 пм (ко­ор­ди­нац. чис­ло 6) и 101 пм (ко­ор­ди­нац. чис­ло 8). С. – се­реб­ри­стый мяг­кий ме­талл, лег­ко под­даю­щий­ся ме­ха­нич. об­ра­бот­ке; су­ще­ст­ву­ет в двух кри­стал­лич. мо­ди­фи­каци­ях – гек­са­го­наль­ной (до 1336 °C) и объ­ём­но­цен­трир. ку­би­че­ской; при ком­нат­ной темп-ре плот­ность 2989 кг/м³; t_пл 1541 °C, t_кип 2840 °C; сла­бый па­ра­маг­не­тик.

По хи­мич. свой­ст­вам бли­зок к Al и РЗЭ, вы­со­ко­ак­ти­вен, на воз­ду­хе по­кры­ва­ет­ся тон­кой плён­кой ок­си­да, при на­гре­ва­нии окис­ля­ет­ся до Sc₂O₃, с Н₂ об­ра­зу­ет гид­рид ScH_x (x⩽2), c N₂ – нит­рид ScN, c га­ло­ге­на­ми и га­ло­ге­но­во­до­ро­да­ми – три­га­ло­ге­ни­ды. Лег­ко взаи­модей­ст­ву­ет с ми­нер. ки­сло­та­ми (кро­ме HF); со мн. ме­тал­ла­ми об­ра­зу­ет спла­вы и ин­тер­ме­тал­ли­ды.

C. по­лу­ча­ют из от­хо­дов обо­га­ще­ния и пе­ре­ра­бот­ки руд U, РЗЭ, Ti, W. Очи­щен­ный Sc₂O₃ фто­ри­ру­ют, по­лу­чен­ный ScF₃ вос­ста­нав­ли­ва­ют Ca, ме­тал­лич. С. очи­ща­ют пе­ре­гон­кой в ва­куу­ме. По оцен­кам, ми­ро­вое про­из-во C. (ме­тал­ла и со­еди­не­ний) 2–8 т в год.

С. при­ме­ня­ют в осн. для ле­ги­ро­ва­ния спла­вов на ос­но­ве Al, ис­поль­зуе­мых в авиа­строе­нии, ра­ке­то­строе­нии и для де­та­лей кос­мич. ап­па­ра­тов. Дис­перс­ные Al₃Sc, Al₃(Sc,Zr), вве­дён­ные в Al (0,1–0,5% Sc), улуч­ша­ют струк­ту­ру зё­рен, по­вы­ша­ют тер­мич. ус­той­чи­вость спла­ва и по­зво­ля­ют про­во­дить его свар­ку. Из спла­вов из­го­тав­ли­ва­ют спор­тив­ный ин­вен­тарь. До­бав­ки ScI₃ по­вы­ша­ют эф­фек­тив­ность мощ­ных ртут­ных ламп.