История открытия скандия

скандий атом квантовый минерал

Впервые существование скандия предсказал Д.И. Менделеев. На основании периодического закона он пришел к убеждению, что бора и алюминия кроме галлия должен существовать еще один аналог – экабор.

В 1871 году в статье «Периодическая законность химических элементов» Д.И. Менделеев писал: «Элемент этот предлагают предварительно назвать экабором, производя это название от того, что он следует за бором как первый элемент четных групп, а слог эка производится от санскритского слова, обозначающего один… Экабор в отдельности должен представлять металл… при этом удельный вес этого металла должен быть близок к 3,0… Этот металл будет не летуч, потому, что и все металлы в четных рядах во всех группах (кроме i) не летучи; следовательно, он едва ли может быть открыт обычным путем спектрального анализа. Воду во всяком случае он не будет разлагать при обыкновенной температуре, а при некотором возвышении температуры разложит, подобно тому, как это производят и многие, в этом краю помещенные металлы, образуя основной окисел. Он будет, конечно, растворяться в кислотах».

Проходит восемь лет, и шведский химик Нильсон в одном из очень редких минералов обнаруживает новый элемент, которому в честь полуострова Скандинавии присваивает название скандия. После изучения нового элемента Нильсон дал описание свойств скандия. Каково же было удивление Нильсона, когда он, сравнивая характеристику скандия с экабором Менделеева, установил почти полное сходство этих характеристик. «Не остается никакого сомнения, что в скандии открыт экабор…», – писал Нильсон и далее, потрясенный этим событием, подчеркивал: «Так подтверждаются самым наглядным образом мысли русского химика, позволившие не только предвидеть существование названного простого тела, но и наперед указать его важнейшие свойства».

Для сравнения приводим некоторые данные, которыми Д.И. Менделеев характеризовал скандий (экабор) до его открытия и Нильсон – после изучения свойств открытого им элемента.

Экабор

Атомный вес 45

Окись экабора состоит из двух атомов экабора и трех атомов кислорода.

Удельный вес окиси 3,5.

Сернокислая соль экабора состоит из двух атомов эка-бора и трех остатков серной кислоты.

Двойные сернокислые соли не будут по форме кристаллов похожи на квасцы.

Скандий

Атомный вес 45,1.

Окись скандия состоит из двух атомов скандия и трех атомов кислорода.

Удельный вес окиси 3,8.

Сернокислая соль скандия состоит из двух атомов скандия и трех остатков серной кислоты,

Двойная сернокислая соль скандия и калия не похожа по форме своих кристаллов на квасцы.

Как видно из приведенных характеристик, между ними нет заметной разницы. Скандий был вторым из числа химических элементов, открытых после предсказания их существования и свойств Д.И. Менделеевым на основе периодического закона. Скандий – наглядное подтверждение справедливости этого важнейшего закона естествознания.

Порядковый номер элемента Z = 21 обозначает: заряд ядра атома элемента (скандия): 21Sc – 21 p11 – +21; число протонов p11:21Sc – 21 p11; число электронов e: 21Sc – 21e; число нейтронов n10= Ar – Z = 65 – 21 = 44 – 44n10

Формула состава атома

Скандий находится в IV периоде; номер периода обозначает число энергетических уровней – 4.

Скандий расположен в побочной подгруппе. Следовательно, его валентные электроны будут находится на 4s- и 3d-подуровнях.

Электронная формула скандия

или в виде сокращенной записи: [Ar] 3d14s2

Электронная формула в виде квантовых ячеек

Скандий – d – элемент. Электронное строение атома заканчивается s – электронами, поэтому элемент будет проявлять металлические свойства.Формула высшего оксида – Sc2O3, гидроксида – Sc(OH)3 обладают слабыми основными свойствами. Соединений с водородом не образует.Порядковый номер 34 имеет селен Se. Элемент находится в IV периоде, значит в атоме имеется 4 энергетических уровня. Он находится в главной подгруппе VI группы; его валентные электроны распределены на 4s и 4p-подуровнях.