Scandium

Eigenschaften des Elements

Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur

Dichte in bei 25 °C	3,0
Härte nach Mohs	2,5
Schallgeschwindigkeit in
Schmelztemperatur in °C	1540
spezifische Schmelzwärme in	353,7
Siedetemperatur in °C	2730
spezifische Verdampfungswärme in	7401,8
Standardentropie S0 in	35
Wärmeleitfähigkeit in bei 27 °C	15,8
spezifische Wärmekapazität in	0,586
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3
spez. elektrischer Widerstand in	0,611
Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe)	0,005 1

Isotope des Elements

Scandium tritt als anisotopes Element in der Natur nur in der Form eines einzelnen Isotops auf. Weitere 15 radioaktive Isotopoe, von denen einige exemplarisch in der folgenden Tabelle aufgeführt sind, wurden auf künstlichem Weg hergestellt.

Ordnungszahl Z	Massen- zahl A	Atommasse in u	Häufigkeit in %	Art der Strahlung und Energie in MeV	Halbwertszeit
21	43	42,961 165	künstlich	β : 1,2	3,9 h
	44	43,959 406	künstlich	β : 1,5	3,9 h
	45	44,955 919	100%
	46	45,955 173	künstlich	β : 0,4	84 d
	47	46,952 413	künstlich	β : 0,4	3,4 d
	48	47,952 221	künstlich	β : 0,7	1,83 d

Weitere Eigenschaften

Scandium ist ein Element der 3. Nebengruppe (Scandiumgruppe); es ist ein weiches und silberweißes Leichtmetall. In der Kälte lässt es sich gut zu dünnen Folien walzen. Scandium ist wärmebeständig und paramagnetisch. In seinen Verbindungen bildet Scandium ausschließlich die Oxidationsstufe +III. An Luft ist Scandium beständig (bei Raumtemperatur), läuft aber allmählich unter Bildung eines gelblich goldenen Farbtons an. In feuchtem Milieu bildet sich schnell eine Scandiumhydroxidschicht.

Entdeckung

Im Jahr 1879 entdeckte der schwedische Chemiker LARS FREDRIK NILSON (1840-1899) in Uppsala das Element Scandium in den Mineralien Gadolinit und Euxenit in Form des Oxids. Den Namen erhielt es nach NILSONs Heimat Skandinavien. Übrigens hatte MENDELEJEW das Element als Eka-Bor 1871 vorausgesagt. Metallisches Scandium wurde 1937 in geringen Mengen durch Elektrolyse einer Schmelze aus Kalium-, Lithium- und Scandiumchlorid hergestellt.

Vorkommen/Herstellung

Scandium kommt recht selten vor, es steht an 50. Stelle der Elementhäufigkeit. In den typischen Mineralien der seltenen Erden kommt Scandium nur in sehr geringen Mengen als Begleiter der anderen Seltenerdmetalle vor. Das Scandium-Yttrium-Silicat Thortveitit ist das einzige scandiumreiche Mineral, das in Norwegen und auf Madagaskar vorkommt. Die Größe der Scandium-Reserven ist nicht bekannt. Scandium wird zunächst in Form des Chlorids durch Ionenaustauschverfahren von seinen Begleitelementen getrennt. Durch Schmelzflusselektrolyse einer eutektischen Mischung von Scandium(III)-chlorid, Lithiumchlorid und Kaliumchlorid wird Scandium an der Zinkkathode abgeschieden. Durch Reduktion von Scandium(III)-fluorid mit Calcium in Gegenwart von Zink- und Lithiumfluorid oder durch Reduktion des Oxids im Vakuuminduktionsofen ist man in der Lage, Scandium zu gewinnen. Die Nebenprodukte, wie Zink oder Calcium, werden abdestilliert. In größeren Mengen erhält man Scandium auch bei der Uranaufbereitung, dies stellt auch die Hauptgewinnung des Scandiums dar.

Verwendung

Eine besondere technische Bedeutung besitzt Scandium nicht. Es dient primär als Legierungsbestandteil für Titan-, Nickel- und andere Legierungen. ScI₃ wird in Hochdruck-Quecksilberdampflampen zur Beleuchtung von Stadien eingesetzt.

Wichtige Verbindungen

Das sind Salze des dreiwertigen Scandiums, wie Oxide (Sc₂O₃), Halogenide (ScX₃) und Oxidhalogenide (ScOX). Mit einwertigen Metallsulfaten und Nitraten werden Doppelsalze der Zusammensetzung Sc₂(SO₄)₃ · 3 MSO₄ · nH₂O bzw. Sc(NO₃)₂ · MNO₃ · nH₂O gebildet.

Bau

Scandium bildet ein hexagonales Metallgitter.