Wersja twojej przeglądarki jest przestarzała. Zalecamy zaktualizowanie przeglądarki do najnowszej wersji.

Principles of Chemistry

sitebuilder/sites/f2/f2746eba2d54d057e7881c2ce0969214/attachments/Image/g3.png?1494259676415" alt="" width="350" height="200">Grupa 3 – Skandowce

Skand

Miękki, srebrzystobiały metal.  Mendelejew, twórca układu okresowego pierwiastków, przewidział istnienie tego pierwiastka i jego właściwości osiem lat przed jego odkryciem. Skand to względnie reaktywny pierwiastek o właściwościach podobnych do glinu. Na powietrzu szybko pokrywa się żółtawą warstwą tlenków. Reaguje z kwasami i z wodą. Tworzy bezbarwne sole na +3 stopniu utlenienia. Znanych jest wiele izotopów skandu, z których tylko jeden (45Sc) jest trwały. Skand często zaliczany jest do pierwiastków ziem rzadkich. Znaczne ilości tego pierwiastka odkryto w gwiazdach. Zawartość w skorupie ziemskiej 0,0022%. Głównymi minerałami są: thortveityt Sc2Si2O7, kolbeckit ScPO4·2H2O, bazyt (Sc,Fe)2Be3Si6O18. Można go otrzymać poprzez elektrolizę stopionego chlorku skandu (ScCl3) przy wykorzystaniu elektrod cynkowych. Po elektrolizie oddziela się go od cynku w procesie destylacji. Inną metodą jest redukowanie fluorku skandu (ScF3) wapniem w naczyniach tantalowych i w atmosferze argonu. Skand jest również produktem ubocznym produkcji uranu. Stopy z magnezem wykorzystywane są jako filtry neuronów w reaktorach. Domieszki skandu pełnią również ważną rolę w wysokociśnieniowych lampach rtęciowych służących do oświetlania m.in. stadionów sportowych. Dodanie skandu do pamięci magnetycznych ułatwia szybkie przemagnesowanie.

Związki skandu:

halogenki skandu – związki zbliżone do odpowiednich halogenków glinu. Fluorek jest trudno rozpuszczalny w wodzie, a pozostałe halogenki są  higroskopijne i łatwo rozpuszczalne w wodzie. Sole uwodnione można otrzymać przez rozpuszczenie tlenku lub wodorotlenku skandu w odpowiednim kwasie halogenowodorowym. W wyniku ogrzewania soli uwodnionych powstają sole zasadowe. Nadmiar fluorku amonu tworzy z rozpuszczalnymi związkami skandu (NH4)3ScF6.
tlenek skandu(III) – Sc2O3 – biały proszek powstający w wyniku utlenienia skandu w temperaturze 1073K. Rozpuszcza się w kwasach tylko na gorąco. Z tlenkami berylowców tworzy po stopieniu podwójne tlenki typu: MSc2O4. Czysty tlenek skandu otrzymuje się przez termiczny rozkład szczawianu.
wodorotlenek skandu(III) – Sc(OH)3 – strąca się amoniakiem lub roztworami wodorotlenków litowców z roztworów soli skandu w postaci żelu. Wykazuje słabe własności zasadowe. W obecności nadmiaru wodorotlenku powstają hydroksoskandiany(III). W wyniku reakcji wodorotlenku z kwasami azotowym(V) i siarkowym(VI) powstają odpowiednio bezbarwne, higroskopijne Sc(NO3)3·4H2O i Sc2(SO4)3·6H2O.

Konfiguracja elektronowa Ar 3d14s2
Masa atomowa 44,956
Gęstość [kg·m–3] 2989 (273K)
Główny stopień utlenienia +2; +3
Izotopy: masa - zawartość - okres półrozpadu
44Sc
45Sc
46Sc
47Sc
0% - 3,92 dni
44,956 - 100% - stabilny
45,955 - 0% - 83,80 dni
0% - 3,34 dni
Temperatura topnienia [K] 1814
Temperatura wrzenia [K] 3109
Promień atomowy [pm] 160,6
Powinowactwo elektronowe [kJ·mol–1] 18,1
Energia jonizacji [kJ·mol–1] 631 Sc → Sc+
1235 Sc+ → Sc2+
2389 Sc2+ → Sc3+
Elektroujemność (Pauling) 1,36

Itr

Itr jest srebrzystobiałym, metalem przejściowym, dość reaktywnym, reagującym podobnie jak skand. W suchym powietrzu pokrywa się warstwą tlenku, a w wyższych temperaturach spala się całkowicie dając tlenek itru (Y2O3). Po podgrzaniu reaguje z azotem, krzemem, fosforem i fluorowcami. Rozpuszcza się na gorąco w kwasach mineralnych. W gorącej wodzie tworzy wodorotlenek itru (Y(OH)3). Tworzy związki na Pierwiastek ten jest dość szeroko rozpowszechniony, ale rzadko występuje w postaci bogatszych złóż. Największe zasoby itru występują w Rosji, Norwegii i na Grenlandii. Zawartość w skorupie ziemskiej - 0,0028% wag. Najważniejsze minerały: iterbit Be2Y2FeSi2O10, ksenotym YPO4, fergusonit Y(Nb, Ta, Ti)O4, gagarinit Na(Y, Ca)2F6. Stosuje się kilka metod otrzymywania itru. Najbardziej popularną jest redukcja fluorku itru (YF3) wapniem.
Stopy itru z glinem wykorzystywane są w technice jądrowej. Itr wykazuje odporność na działanie ciekłego uranu i jest także dobrym pochłaniaczem neutronów.

Związki itru:

halogenki itru – otrzymuje się jako higroskopowe, bezbarwne kryształy w wyniku bezpośredniej reakcji metalu z fluorowcami. Tworzą one z wyjątkiem, bardzo słabo rozpuszczalnego, fluorku hydraty. W stopionych solach występują jony: [YCl4], [Y3Cl10]3–.
tlenek itru – Y2O3 – powstaje podczas spalania itru w tlenie, lub w wyniku odwodnienia wodorotlenku powstającego podczas dodawania zasad do roztworów soli Y+3.
azotan(V) itru – krystalizuje z roztworu wodnego w postaci soli sześciowodnej, a siarczan(VI) jako sól ośmiowodna. Siarczan(VI) daje się odwodnić przez ogrzewanie w temperaturze 673K.

Konfiguracja elektronowa Kr 4d15s2
Masa atomowa 88,90585
Gęstość [kg·m–3] 4469 (293K)
Główny stopień utlenienia +3
Izotopy:  (100%)
88Y
89Y
90Y
87,91 - 0% - 106,6 dni
88,91 - 100% - stabilny
0% - 64 godz.
Temperatura topnienia [K] 1795
Temperatura wrzenia [K] 3611
Promień atomowy [pm] 181
Powinowactwo elektronowe [kJ·mol–1] 29,6
Energia jonizacji [kJ·mol–1] 616 Y → Y+
1181 Y+ → Y2+
1980 Y2+ → Y3+
Elektroujemność (Pauling) 1,22