Skandijum i itrijum

Skandijum i itrijum su elementi IIIb grupe. U ovu grupu spadaju i lantan i aktinijum čije će osobine biti objašnjene zajedno sa elementima njima sličnim - lantanoidima i aktinoidima. Svi elementi po osobinama pripadaju IIIb grupi. U IIIb grupi PSE nalaze se najreaktivniji prelazni metali. Reaktivnost im se blago povećava povećanjem atomske težine. Elektroni postaju udaljeniji od jezgra i time se lakše grade joni.

Skandijum

• atomski broj: 21
• A_r: 44,956
• grupa: 3b
• perioda: N
• blok: d
• osobine: prelazni metal
• agregatno stanje: čvrsto
• T.K: 3109 K
• T.T: 1814 K
• gustina: 2,985g/cm³
• elektronegativnost: 1,3
• otkriće: Lars Nilson, 1789.
• lat. naziv: scandium
• oksidaciona stanja: +3 (ređe +2)
• raspored elektrona po nivoima: 2, 8, 9, 2
• elektronska konfiguracija: [Ar]3d¹4s²
• atomski poluprečnik: 160 pm
• energija jonizacije (kJ/mol):
  • Sc -> Sc⁺, 631
  • Sc⁺ -> Sc²⁺, 1235
  • Sc²⁺ -> Sc³⁺, 2389
• izotopi:
  1. Sc-45
     • zastupljenost u prirodi: 100%
     • raspad: stabilan
  2. Sintetisani su izotopi skandijuma atomskih masa 44, 46 i 47.

Itrijum

• atomski broj: 39
• A_r: 88,906
• grupa: 3b
• perioda: O
• blok: d
• osobine: prelazni metal
• agregatno stanje: čvrsto
• T.K: 3611 K
• T.T: 1799 K
• gustina: 4,472g/cm³
• elektronegativnost: 1,3
• otkriće: J. Gadolin, 1794.
• lat. naziv: ytrium
• oksidaciona stanja: +3
• raspored elektrona po nivoima: 2, 8, 18, 9, 2
• elektronska konfiguracija: [Kr]4d¹5s²
• atomski poluprečnik: 180 pm
• energija jonizacije (kJ/mol):
  • Y -> Y⁺, 616
  • Y⁺ -> Y²⁺, 1181
  • Y²⁺ -> Y³⁺, 1980
• izotopi:
  1. Y-89
     • zastupljenost u prirodi: 100%
     • raspad: stabilan
  2. Sintetisani su izotopi skandijuma atomskih masa 87, 88, 90 i 91.

Dobijanje

Skandijum i itrijum se u prirodi ne nalaze u slobodnom stanju. najvažniji izvor skandijuma je mineral tortvetit (Sc₂Si₂O₇). Nalazi se i u mnogim drugim rudama retkih zemalja (gadolinit, euksenit...) kao i u rudama kalaja i cinka. Nekada se dobijao elektrolizom rastopa hlorida (ScCl₃), dok se danas pretežno dobija redukcijom fluorida kalcijumom.

2ScF₃ + 3Ca -> 3CaF₂ + 2Sc

Itrijum se takođe nalazi u mnogim rudama lantanoida i aktinoida (monzait, itrit, ksenotim...) kao i u rudama urana. Teško ga je izdvojiti iz smeše sa drugim retkim zemljama. Dobija se, kao i skandijum elektrolizom rastopa hlorida ili redukcijom fluorida kalcijumom.

Reakcije

Skandijum i itrijum su veoma reaktivni metali i po osobinama sličniji su zemnoalkalnim nego prelaznim metalima. Reaguju sa vrelom vodom ili ako su isitnjeni sa hladnom:

2Sc + 6H₂O -> 2Sc³⁺ + 6OH^- + 3H₂

Na vazduhu menjaju boju usled nastanka sloja oksida:

4Y + 3O₂ -> 2Y₂O₃

Istiskuju vodonik iz kiselina:

2Sc + 6HNO₃ -> 2Sc(NO₃)₃ + 3H₂

Primena

Itrijum i skandijum pripadaju grupi lakih metala (gustina ispod 5 g/cm³). Koriste se za proizvodnju nekih tipova lakih legura. Legiraju se sa aluminijumom, magnezijumom i titanom.

Jedinjenja

Skandijum i itrijum grade bazne hidrokside, soli (najvažniji halidi) i okside. Od svih prelaznih metala najteže grade komplekse.

Literatura:

• Mini Periodic Table
• "Hemijska čitanka", Živorad Čeković
• Periodni sistem elemenata sa Sveta hemije
• wikipedia.org