สแกนเดียม  ₂₁ Sc

สแกนเดียม
การออกเสียง	/ ˈ sk æ n d i ə m /​ⓘ ​( SKAN -dee-əm )
รูปร่าง	สีขาวเงิน
น้ำหนักอะตอมมาตรฐานA r °(Sc)
	44.955 907 ± 0.000 004 [ 1 ] 44.956 ± 0.001  ( ย่อ ) [ 2 ]
สแกนเดียมในตารางธาตุ
ไฮโดรเจน ฮีเลียม ลิเธียม เบริลเลียม โบรอน คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน ฟลูออรีน นีออน โซเดียม แมกนีเซียม อะลูมิเนียม ซิลิคอน ฟอสฟอรัส กำมะถัน คลอรีน อาร์กอน โพแทสเซียม แคลเซียม สแกนเดียม ไทเทเนียม วาเนเดียม โครเมียม แมงกานีส เหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล ทองแดง สังกะสี แกลเลียม เจอร์เมเนียม สารหนู ซีลีเนียม โบรมีน คริปทอน รูบิเดียม สตรอนเทียม อิตเทรียม เซอร์โคเนียม ไนโอเบียม โมลิบเดนัม เทคนีเทียม รูทีเนียม โรเดียม แพลเลเดียม เงิน แคดเมียม อินเดียม ดีบุก พลวง เทลลูเรียม ไอโอดีน ซีนอน ซีเซียม แบเรียม แลนทานัม ซีเรียม พราเซโอดีเมียม นีโอไดเมียม โพรมีเทียม ซาแมเรียม ยูโรเปียม แกโดลิเนียม เทอร์เบียม ดิสโพรเซียม โฮลเมียม เออร์เบียม ทูเลียม อิตเทอร์เบียม ลูทีเซียม แฮฟเนียม แทนทาลัม ทังสเตน รีเนียม ออสเมียม อิริเดียม แพลทินัม ทอง ปรอท (ธาตุ) แทลเลียม ตะกั่ว บิสมัท พอโลเนียม แอสทาทีน เรดอน แฟรนเซียม เรเดียม แอกทิเนียม ธอร์เรียม โปรแทคติเนียม ยูเรเนียม เนปทูเนียม พลูโตเนียม อเมริเซียม คูเรียม เบอร์คีเลียม แคลิฟอร์เนียม ไอน์สไตเนียม เฟอร์เมียม เมนเดเลเวียม โนเบลียม ลอว์เรนเซียม รัทเทอร์ฟอร์เดียม ดับเนียม ซีบอร์เจียม โบห์เรียม ฮัสเซียม ไมท์เนเรียม ดาร์มสตัดเทียม รังสีเอกซ์ โคเปอร์นิเซียม นิโฮเนียม เฟลโรเวียม มอสโกเวียม ลิเวอร์โมเรียม เทนเนสซีน โอกาเนสสัน – ↑ Sc ↓ Y แคลเซียม ← สแกนเดียม → ไทเทเนียม
เลขอะตอม( Z )	21
กลุ่ม	กลุ่ม 3
ระยะเวลา	คาบเรียนที่ 4
ปิดกั้น	ดีบล็อก
การจัดเรียงอิเล็กตรอน	[ Ar ] 3d 1 4s 2
อิเล็กตรอนต่อเปลือก	2, 8, 9, 2
คุณสมบัติทางกายภาพ
เฟสที่  STP	แข็ง
จุดหลอมเหลว	1814  เคลวิน (1541 องศาเซลเซียส, 2806 องศาฟาเรนไฮต์)
จุดเดือด	3109 K (2836 °C, 5136 °F)
ความหนาแน่น(ที่อุณหภูมิ 20°C)	2.989 กรัม/ซม³ [ 3 ]
เมื่อเป็นของเหลว (ที่  อุณหภูมิหลอมเหลว )	2.80 กรัม/ซม³
ความร้อนของการหลอมเหลว	14.1  กิโลจูล/โมล
ความร้อนของการระเหย	332.7 กิโลจูล/โมล
ความจุความร้อนโมลาร์	25.52 จูล/(โมล·เคลวิน)
ความจุความร้อนจำเพาะ	567.666 จูล/(กก.·เคลวิน)
ความดันไอ พี  (ปาสคาล) 1 10 100 1 กก. 10k 100 กก. ที่  T  (K) 1645 1804 (2006) (2266) (2613) (3101)
คุณสมบัติของอะตอม
สถานะออกซิเดชัน	ทั่วไป: +3 0, [ 4 ] +1, [ 5 ] +2 [ 6 ]
ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี	มาตราส่วนของพอลลิง: 1.36
พลังงานไอออนไนเซชัน	อันดับ 1: 633.1 กิโลจูล/โมล อันดับที่ 2: 1235.0 กิโลจูล/โมล อันดับ 3: 2388.6 กิโลจูล/โมล ( มากกว่า )
รัศมีอะตอม	เชิงประจักษ์: 162  น.
รัศมีโควาเลนต์	170±7 น.
รัศมีแวนเดอร์วาลส์	24:11 น.
เส้นสเปกตรัมของสแกนเดียม
คุณสมบัติอื่นๆ
ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ	ดั้งเดิม
โครงสร้างผลึก	โครงสร้างผลึก แบบหกเหลี่ยม(hcp) ( hP2 )
ค่าคงที่แลตติส	a  = 330.89 pm c  = 526.80 pm (ที่ 20 °C) [ 3 ]
การขยายตัวทางความร้อน	9.97 × 10 −6 /K (ที่ 20 °C) [ a ]
การนำความร้อน	15.8 วัตต์/(เมตร⋅เคลวิน)
ความต้านทานไฟฟ้า	α, โพลี: 562 nΩ⋅m (ที่อุณหภูมิห้อง คำนวณแล้ว)
การจัดเรียงแม่เหล็ก	พาราแมกเนติก
ความไวต่อสนามแม่เหล็กโมลาร์	+315.0 × 10 −6  ซม. 3 /โมล (292 K) [ 7 ]
โมดูลัสของยัง	74.4 จีพีเอ
โมดูลัสเฉือน	29.1 จีพีเอ
โมดูลัสปริมาตร	56.6 จีพีเอ
อัตราส่วนปัวซอง	0.279
ความแข็งบริเนลล์	736–1200 เมกะปาสคาล
หมายเลข CAS	7440-20-2
ประวัติศาสตร์
การตั้งชื่อ	หลังจากสแกนดิเนเวีย
การทำนาย	ดมิทรี เมนเดเลเยฟ(1871)
การค้นพบ	ลาร์ส เฟรดริก นิลสัน(1879)
การแยกครั้งแรก	ดับเบิลยู. ฟิสเชอร์, เค. บรึนเกอร์, เอช. กรีเนเซน(1937)
ไอโซโทปของสแกนเดียม วี อี
ไอโซโทปหลัก[ 8 ] การผุพัง ไอโซโทป ความอุดมสมบูรณ์ ครึ่งชีวิต( t 1/2 ) โหมด ผลิตภัณฑ์ 43ส.ค. ซินธ์ 3.891 ชั่วโมง เบต้า+ 43 Ca 44ส.ค. ซินธ์ 4.042 ชั่วโมง เบต้า+ 44 Ca 44m3 Sc ซินธ์ 58.61 น. มัน 44ส.ค. เบต้า+ 44 Ca 45ส.ค. 100% มั่นคง 46ส.ค. ซินธ์ 83.757 วัน เบต้า− 46ไท 47ส.ค. ซินธ์ 3.3492 วัน เบต้า− 47ไท 48ส.ค. ซินธ์ 43.67 น. เบต้า− 48ไท

สแกนเดียมเป็นธาตุเคมีมีสัญลักษณ์Scและเลขอะตอม 21 เป็น ธาตุ โลหะ สีเงินขาว ที่พบในบล็อก dของตารางธาตุ โดยทั่วไปจัดเป็นธาตุหายาก^{[ 9 ]}ร่วมกับอิตเทรียมและแลนทานัมค้นพบในปี 1879 โดยการวิเคราะห์สเปกตรัมของแร่ยูซีไนต์และแกโดลิไนต์จากสแกนดิเนเวีย^{[ 10 ]}

สแกนเดียมมีอยู่ในแหล่งแร่หายากและยูเรเนียม ส่วนใหญ่ แต่มีการสกัดจากแร่เหล่านี้ในเหมืองเพียงไม่กี่แห่งทั่วโลกเท่านั้น เนื่องจากมีปริมาณน้อยและความยากลำบากในการเตรียมสแกนเดียมโลหะ ซึ่งดำเนินการครั้งแรกในปี 1937 การใช้งานสแกนเดียมจึงไม่ได้รับการพัฒนาจนกระทั่งทศวรรษ 1970 เมื่อมีการค้นพบผลดีของสแกนเดียมต่อโลหะผสมอะลูมิเนียมการใช้ในโลหะผสมดังกล่าวยังคงเป็นการใช้งานหลักเพียงอย่างเดียว การค้าสแกนเดียมออกไซด์ทั่วโลกมีปริมาณ 15–20 ตันต่อปี^{[ 11 ]}

คุณสมบัติของสารประกอบสแกนเดียมอยู่ระหว่างคุณสมบัติของอะลูมิเนียมและอิตเทรียมความสัมพันธ์แบบทแยงมุมมีอยู่ระหว่างพฤติกรรมของแมกนีเซียมและสแกนเดียม เช่นเดียวกับความสัมพันธ์ระหว่างเบริลเลียมและอะลูมิเนียม ในสารประกอบทางเคมีของธาตุในหมู่ที่ 3 สถานะออกซิเดชัน ที่เด่นที่สุด คือ +3

สแกนเดียมเป็นโลหะอ่อนที่มีลักษณะสีเงิน เมื่อถูกออกซิไดซ์ด้วยอากาศจะเกิดสีเหลืองหรือชมพูอ่อนๆ ไวต่อสภาพอากาศและละลายช้าในกรด เจือจางส่วนใหญ่ ไม่ละลายในส่วนผสม 1:1 ของ_กรดไนตริก ( HNO₃ ) และกรดไฮโดรฟลูออริก ( HF ) 48.0% อาจเนื่องมาจากการก่อตัวของชั้นพาสซีฟ ที่ไม่สามารถซึมผ่านได้ เศษสแกนเดียมจะลุกไหม้ในอากาศด้วยเปลวไฟสีเหลืองสดใสเพื่อสร้างสแกนเดียมออกไซด์^{[ 12 ]}

ในธรรมชาติ สแกนเดียมพบได้เฉพาะในรูปไอโซโทป⁴⁵ Sc ซึ่งมีสปินนิวเคลียร์7 ⁄ 2 ; นี่เป็นไอโซโทปเสถียรเพียงชนิดเดียว^{[ 13 ]}

ไอโซโทปของสแกนเดียมที่รู้จักมีตั้งแต่³⁷ Sc ถึง⁶³ Sc ^{[ 8 ]}และไอโซโทปกัมมันตรังสีที่เสถียรที่สุดคือ⁴⁶ Sc ที่มีครึ่งชีวิต 83.76 วัน⁴⁷ Sc ที่มีครึ่งชีวิต 3.3492 วัน⁴⁸ Sc ที่ 43.67 ชั่วโมง⁴⁴ Scที่ 4.042 ชั่วโมง และ⁴³ Sc ที่ 3.891 ชั่วโมง ไอโซโทปอื่นๆ ทั้งหมดมีครึ่งชีวิตสั้นกว่าหนึ่งชั่วโมง และส่วนใหญ่สั้นกว่า 15 วินาทีสถานะเมตา ที่เสถียรที่สุด คือ^44m3 Sc ที่มีครึ่งชีวิต 58.6 ชั่วโมง นี่คือไอโซโทปที่เบาที่สุดที่มีไอโซเมอร์ที่มีอายุยืนยาว

ไอโซโทปมวลต่ำนั้นสร้างได้ยากมาก^{[ 13 ]}การตรวจพบ³⁷ Sc และ³⁸ Sc ในเบื้องต้นส่งผลให้มีการระบุลักษณะเฉพาะของมวลส่วนเกินเท่านั้น^{[ 14 ] [ 15 ]}

โหมดการสลายตัวหลักของไอโซโทปสแกนเดียมในสถานะพื้นฐานที่มีมวลน้อยกว่าไอโซโทปเสถียรเพียงไอโซโทปเดียวคือ^45Scคือการจับอิเล็กตรอน (หรือการปล่อยโพซิตรอน ) แต่ไอโซโทปที่เบาที่สุด ( ^37Scถึง^39Sc ) จะเกิดการปล่อยโปรตอนแทน ซึ่งทั้งสามไอโซโทปนี้จะสร้าง ไอโซโทป แคลเซียมโหมดการสลายตัวหลักสำหรับไอโซโทปที่หนักกว่าคือการปล่อยเบต้าซึ่งจะสร้างไอโซโทปไทเทเนียม^{[ 8 ]}

ในเปลือกโลกสแกนเดียมไม่ใช่ธาตุหายาก มีการประมาณค่าแตกต่างกันไปตั้งแต่ 18 ถึง 25 ppm ซึ่งเทียบได้กับความอุดมสมบูรณ์ของโคบอลต์ (20–30 ppm) สแกนเดียมเป็นธาตุที่พบมากเป็นอันดับที่ 50 บนโลก (เป็นธาตุที่พบมากเป็นอันดับที่ 35 ในเปลือกโลก) แต่เป็นธาตุที่พบมากเป็นอันดับที่ 23 ในดวงอาทิตย์^{[ 16 ]}และเป็นธาตุที่พบมากเป็นอันดับที่ 26 ในดวงดาว^{[ 17 ]}อย่างไรก็ตาม สแกนเดียมมีการกระจายตัวอย่างเบาบางและพบในปริมาณเล็กน้อยในแร่ธาตุหลายชนิด[ 18 ^{]แร่ธาตุ}หายากจากสแกนดิเนเวีย^{[ 19 ]}และมาดากัสการ์^{[ 20 ]}เช่นธอร์ทไวไทต์ยูเซไนต์และกาโดลิไนต์ เป็นแหล่งที่มีความเข้มข้นของธาตุนี้ที่เป็นที่รู้จักเพียงแหล่งเดียว ซึ่งทั้งหมดเป็นแหล่งของธาตุหายากอื่นๆ ธอร์ทไวไทต์ อาจ มี สแกนเดียมออกไซด์มากถึง 45% ^{[ 19 ]}

สแกนเดียมในรูปแบบเสถียรถูกสร้างขึ้นในซูเปอร์โนวาผ่านกระบวนการ r ^{[ 21} ] นอกจากนี้ สแกนเดียมยังถูกสร้างขึ้นโดยการแตกตัวของรังสีคอสมิกของ นิวเคลียส เหล็กพีค^ที่ มีปริมาณมากกว่า ตัวอย่างปฏิกิริยาได้แก่:

• ²⁸ Si + 17n → ⁴⁵ Sc (กระบวนการ r)
• ⁵⁶ Fe + p → ⁴⁵ Sc + ¹¹ C + n (การแตกตัวของรังสีคอสมิก)

การผลิตสแกนเดียมทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 15–20 ตันต่อปี ในรูปของสแกนเดียมออกไซด์ความต้องการสูงกว่าเล็กน้อย^{[ 22 ]}และทั้งการผลิตและความต้องการก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในปี 2546 มีเพียงสามเหมืองที่ผลิตสแกนเดียม ได้แก่ เหมืองยูเรเนียมและเหล็กในZhovti Vodyในยูเครน เหมืองแร่หายากในBayan Oboประเทศจีน และเหมืองแร่อะพาไทต์ในคาบสมุทรโคลาประเทศรัสเซีย ตั้งแต่นั้นมา หลายประเทศได้สร้างโรงงานผลิตสแกนเดียมขึ้น รวมถึง 5 ตันต่อปี (7.5 ตันต่อปีSc ₂ O ₃ ) โดยNickel Asia CorporationและSumitomo Metal Miningในฟิลิปปินส์^{[ 23 ] [ 24 ]} ในสหรัฐอเมริกา NioCorp Development หวังที่จะระดมทุน 1 พันล้านดอลลาร์^{[ 25 ]}เพื่อเปิดเหมืองไนโอเบียมที่ไซต์ Elk Creek ในเนบราสกา ตะวันออกเฉียงใต้ [ ^{26 ]}ซึ่งอาจสามารถผลิตสแกนเดียมออกไซด์ได้มากถึง 95 ตันต่อปี^{[ 27 ] ใน}แต่ละกรณี สแกนเดียมเป็นผลพลอยได้จากการสกัดธาตุอื่นๆ และขายเป็นสแกนเดียมออกไซด์^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]}

ในการผลิตสแกนเดียมโลหะ ออกไซด์จะถูกแปลงเป็นสแกนเดียมฟลูออไรด์จากนั้นจึงรีดิวซ์ด้วยแคลเซียมโลหะ^{[ 31 ]}

• Sc₂O₃ + _6HF → _{2ScF₃ +} 3H₂O_​​
• 2ScF ₃ + 3Ca → 3CaF ₂ + 2Sc

มาดากัสการ์และ เขต เทศบาล Iveland – Evje og Hornnesในนอร์เวย์มีแหล่งแร่ที่มีปริมาณสแกนเดียมสูงเพียงแห่งเดียว คือthortveitite (Sc,Y) ₂ (Si ₂ O ₇ ) แต่ยังไม่ได้มีการนำมาใช้ประโยชน์^{[ 29 ]}แร่kolbeckite ScPO ₄ ·2H ₂ Oมีปริมาณสแกนเดียมสูงมาก แต่ไม่มีแหล่งแร่ขนาดใหญ่^{[ 29 ]}

การขาดการผลิตที่เชื่อถือได้ ปลอดภัย มั่นคง และต่อเนื่องในระยะยาว ทำให้การใช้งานเชิงพาณิชย์ของสแกนเดียมมีข้อจำกัด แม้จะมีการใช้งานในระดับต่ำ แต่สแกนเดียมก็มีประโยชน์อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเสริมความแข็งแรงของโลหะผสมอะลูมิเนียมด้วยสแกนเดียมเพียง 0.5% นั้น มีแนวโน้มที่ดี ^{[ 32 ]} เซอร์โคเนียที่เสถียรด้วยสแกนเดียมมีความต้องการในตลาดเพิ่มขึ้นสำหรับการใช้งานเป็น อิเล็กโทรไลต์ประสิทธิภาพสูงใน เซลล์เชื้อเพลิง ออกไซด์ของแข็ง^{[ 33 ]}

USGS รายงานว่า ตั้งแต่ปี 2015 ถึง 2019 ในสหรัฐอเมริกา ราคาของแท่งสแกนเดียมจำนวนน้อยอยู่ที่ 107 ถึง 134 ดอลลาร์ต่อกรัม และราคาของสแกนเดียมออกไซด์อยู่ที่ 4 ถึง 5 ดอลลาร์ต่อกรัม^{[ 34 ]}

เคมีของสแกนเดียมถูกครอบงำเกือบทั้งหมดโดยไอออนไตรวาเลนต์ Sc ³⁺รัศมีของไอออน M ³⁺ในตารางด้านล่างแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติทางเคมีของไอออนสแกนเดียมมีความคล้ายคลึงกับไอออนอิตเทรียมมากกว่าไอออนอะลูมิเนียม ส่วนหนึ่งเนื่องจากความคล้ายคลึงนี้ สแกนเดียมจึงมักถูกจัดประเภทเป็นธาตุคล้ายแลนทานัม^{[ 35 ]}

รัศมีไอออน (pm)

อัล	สก	วาย	ลา	ลู่
53.5	74.5	90.0	103.2	86.1

ออกไซด์Sc₂โอ₃และไฮดรอกไซด์Sc(OH)₃มีคุณสมบัติแอมโฟเทอริก : ^{[ 36 ]}

สค(OH)₃+ 3 OH⁻→ [Sc(OH)₆]³⁻(สแกนเดตไอออน)

สค(OH)₃+ 3 ชั่วโมง⁺+ 3 ชั่วโมง₂O → [Sc(H₂O)₆]³⁺

α- และ γ-ScOOH มีโครงสร้างเหมือนกับอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ออกไซด์ที่เป็นคู่กัน^{[ 37 ]}สารละลายของSc³⁺เมื่อละลายในน้ำจะมีฤทธิ์เป็นกรดเนื่องจากปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส

เฮไลด์ScX ₃โดยที่ X= Cl , BrหรือIละลายได้ดีมากในน้ำ แต่ScF ₃ไม่ละลาย ในเฮไลด์ทั้งสี่ชนิด สแกนเดียมมีการประสานงาน 6 ตำแหน่ง เฮไลด์เหล่านี้เป็นกรดลูอิสตัวอย่างเช่นScF ₃ละลายในสารละลายที่มีไอออนฟลูออไรด์ส่วนเกินเพื่อสร้าง[ScF ₆ ] ³⁻เลขการประสานงาน 6 เป็นค่าทั่วไปสำหรับ Sc(III) ในไอออน Y ³⁺และ La ^{3+ ที่มีขนาดใหญ่กว่า} เลขการประสานงาน 8 และ 9 เป็นเรื่องปกติสแกนเดียมไตรฟลูออเรตบางครั้งใช้เป็น ตัวเร่ง ^{ปฏิกิริยา}กรดลูอิสในเคมีอินทรีย์ [ ^{38 ]}

สแกนเดียมสร้างสารประกอบออร์กาโนเมทัลลิกหลายชนิดที่มี ลิ แกนด์ไซโคลเพนตาไดอีนิล (Cp) คล้ายกับพฤติกรรมของแลนทานัม ตัวอย่างหนึ่งคือไดเมอร์ที่เชื่อมด้วยคลอรีน[ScCp ₂ Cl] ₂และอนุพันธ์ที่เกี่ยวข้องของลิแกนด์เพนทาเมทิลไซโคลเพนตาได อีนิล ^{[ 39 ]}

สารประกอบที่มีสแกนเดียมในสถานะออกซิเดชันอื่นที่ไม่ใช่ +3 นั้นหายากแต่มีลักษณะเฉพาะที่ดี สารประกอบสีน้ำเงินดำCsScCl3เป็นหนึ่งในสารประกอบที่ง่ายที่สุด วัสดุนี้มีโครงสร้างคล้ายแผ่นที่แสดงพันธะที่กว้างขวางระหว่างศูนย์กลางสแกนเดียม(II) ^{[ 40 ]}สแกนเดียมไฮไดรด์_ยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนัก แม้ว่าจะดูเหมือนไม่ใช่ ไฮไดรด์ ของ Sc(II) ที่เป็นเกลือ^{[ 6 ]}เช่นเดียวกับที่สังเกตได้ในธาตุส่วนใหญ่ สแกนเดียมไฮไดรด์แบบอะตอมคู่ได้รับการสังเกตทางสเปกโทรสโกปีที่อุณหภูมิสูงในเฟสแก๊ส^{[ 5 ]}สแกนเดียมโบไรด์และคาร์ไบด์ไม่เป็นสัดส่วนตามสัดส่วน ทางเคมี ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับธาตุข้างเคียง^{[ 41 ]}

สถานะออกซิเดชันที่ต่ำกว่า (+2, +1, 0) ยังพบได้ในสารประกอบออร์กาโนสแกนเดียมด้วย^{[ 42 ] [ 4 ] [ 43 ] [ 44 ]}

ดมิทรี เมนเดเลฟผู้ซึ่งได้รับการยกย่องว่าเป็นบิดาแห่งตารางธาตุได้ทำนายการมีอยู่ของธาตุเอคาโบรอนซึ่งมีมวลอะตอมอยู่ระหว่าง 40 ถึง 48 ในปี 1869 ลาร์ส เฟรดริก นิลสันและทีมงานของเขาได้ตรวจพบธาตุนี้ในแร่ยูเซไนต์และแกโดลิไนต์ ในปี 1879 นิลสันได้เตรียม สแกนเดียมออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง2 กรัม^{[ 45 ] [ 46 ]}เขาตั้งชื่อธาตุนี้ว่าสแกนเดียม จากภาษาละตินScandiaซึ่งหมายถึง "สแกนดิเนเวีย" ดูเหมือนว่านิลสันจะไม่ทราบถึงการทำนายของเมนเดเลฟ แต่เพอร์ เทโอดอร์ เคลฟตระหนักถึงความสอดคล้องกันและแจ้งให้เมนเดเลฟทราบ^{[ 47 ] [ 48 ]}

โลหะสแกนเดียมถูกผลิตขึ้นเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2480 โดยการอิเล็กโทรไลซิสของ ส่วนผสม ยูเทคติกของโพแทสเซียมลิเธียมและสแกนเดียมคลอไรด์ที่อุณหภูมิ 700–800 ° C [ ^{49 ] โลหะ}สแกนเดียมบริสุทธิ์ 99% ปอนด์แรกถูกผลิตขึ้นในปี พ.ศ. 2503 การผลิตโลหะผสมอะลูมิเนียมเริ่มต้นขึ้นในปี พ.ศ. 2514 หลังจากได้รับสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกา^{[ 50 ]}โลหะผสมอะลูมิเนียม-สแกนเดียมยังได้รับการพัฒนาในสหภาพโซเวียต อีกด้วย ^{[ 51 ]}

ผลึกเลเซอร์ของแกโดลิเนียม-สแกนเดียม-แกลเลียมการ์เนต (GSGG) ถูกนำมาใช้ในแอปพลิเคชันการป้องกันเชิงกลยุทธ์ที่พัฒนาขึ้นสำหรับโครงการริเริ่มการป้องกันเชิงกลยุทธ์ (SDI) ในช่วงทศวรรษ 1980 และ 1990 ^{[ 52 ] [ 53 ]}

การใช้งานหลักของสแกนเดียมตามน้ำหนักคือในโลหะผสมอะลูมิเนียม-สแกนเดียมสำหรับชิ้นส่วนอุตสาหกรรมการบินและอวกาศขนาดเล็ก โลหะผสมเหล่านี้มีสแกนเดียมอยู่ระหว่าง 0.1% ถึง 0.5% ใช้ในเครื่องบินรบของรัสเซีย โดยเฉพาะMikoyan-Gurevich MiG-21และMiG- 29 ^{[ 54 ]}

การเติมสแกนเดียมลงในอะลูมิเนียมช่วยจำกัดการเติบโตของเกรนในบริเวณความร้อนของชิ้นส่วนอะลูมิเนียมที่เชื่อม ซึ่งมีผลดีสองประการคือ ผลึก Al 3 Sc ที่ตกตะกอน^{จะมีขนาดเล็กกว่าในโลหะผสมอะลูมิเนียมอื่นๆ [} 54 _]และปริมาตรของบริเวณ^{ที่ปราศจาก}ตะกอนที่ขอบเกรนของโลหะผสมอะลูมิเนียมที่แข็งตัวตามอายุจะลดลง^{[ 54 ]}ตะกอนAl ₃ Scเป็นตะกอนที่สอดคล้องกันซึ่งเสริมความแข็งแรงให้กับเมทริกซ์อะลูมิเนียมโดยการใช้สนามความเครียดแบบยืดหยุ่นที่ยับยั้งการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชัน (เช่น การเสียรูปพลาสติก) Al ₃ Scมีโครงสร้างซูเปอร์แลตติซ L1 ₂ ที่สมดุล ซึ่งเป็นเอกลักษณ์เฉพาะของระบบนี้^{[ 55 ]}

การกระจายตัวอย่างละเอียดของตะกอนขนาดนาโนสามารถทำได้ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน ซึ่งยังสามารถเสริมความแข็งแรงให้กับโลหะผสมผ่านการแข็งตัวตามลำดับได้อีกด้วย^{[ 56 ]}การพัฒนาล่าสุดได้แก่ การเติมโลหะทรานซิชัน เช่นเซอร์โคเนียม (Zr) และโลหะหายาก เช่นเออร์เบียม (Er) ซึ่งสร้างเปลือกหุ้มรอบตะกอนAl ₃ Scทรงกลมที่ช่วยลดการเกิดการหยาบขึ้น^{[ 57 ]}

เปลือกเหล่านี้ถูกกำหนดโดยการแพร่กระจายของธาตุผสมและลดต้นทุนของโลหะผสมลงเนื่องจาก Sc น้อยลงซึ่งถูกแทนที่ด้วย Zr บางส่วนในขณะที่ยังคงรักษาเสถียรภาพและต้องการ Sc น้อยลงในการสร้างตะกอน^{[ 58 ]}สิ่งเหล่านี้ทำให้Al ₃ Scมีความสามารถในการแข่งขันกับโลหะผสมไทเทเนียมได้บ้างพร้อมกับการใช้งานที่หลากหลาย อย่างไรก็ตามโลหะผสมไทเทเนียมซึ่งมีความเบาและความแข็งแรงใกล้เคียงกันนั้นมีราคาถูกกว่าและมีการใช้งานอย่างแพร่หลายมากกว่า^{[ 59 ]}

โลหะผสมAl ₂₀ Li ₂₀ Mg ₁₀ Sc ₂₀ Ti ₃₀มีความแข็งแรงเท่ากับไทเทเนียม มีน้ำหนักเบาเท่ากับอะลูมิเนียม และมีความแข็งเท่ากับเซรามิกบางชนิด^{[ 60 ]}

^{อุปกรณ์กีฬาบางรายการซึ่งอาศัยวัสดุที่มีน้ำหนักเบาและประสิทธิภาพสูง นั้น}ทำจากโลหะผสมสแกนเดียม-อะลูมิเนียม รวมถึงไม้เบสบอล [ ^{61 ]}เสาเต็นท์ และ เฟรม และชิ้นส่วนจักรยาน[ ^{62 ] ไม้}ลาครอสก็ทำจากสแกนเดียมเช่นกัน บริษัทผลิตอาวุธปืนของอเมริกาSmith & Wessonผลิตปืนพกและปืนลูกโม่กึ่งอัตโนมัติที่มีเฟรมทำจากโลหะผสมสแกนเดียมและกระบอกทำจากไทเทเนียมหรือเหล็กกล้าคาร์บอน^{[ 63 ] [ 64 ]}

ตั้งแต่ปี 2013 Apworks GmbH ซึ่งเป็นบริษัทที่แยกตัวออกมาจาก Airbus ได้ทำการตลาดโลหะผสมอะลูมิเนียมที่มีสแกนเดียมความแข็งแรงสูงซึ่งผ่านกระบวนการโดยใช้การพิมพ์โลหะ 3 มิติ (Laser Powder Bed Fusion) ภายใต้เครื่องหมายการค้าScalmalloyซึ่งอ้างว่ามีความแข็งแรงและความยืดหยุ่นสูงมาก^{[ 65 ]}

หลอดไฟเมทั ลฮาไลด์ที่ใช้สแกนเดียมเป็นส่วนประกอบรุ่นแรกได้รับการจดสิทธิบัตรโดยGeneral Electricและผลิตในอเมริกาเหนือ แม้ว่าปัจจุบันจะผลิตในประเทศอุตสาหกรรมหลักทุกประเทศแล้วก็ตาม ในสหรัฐอเมริกาใช้สแกนเดียม (ในรูป Sc₂O₃) ประมาณ 20 กิโลกรัม_ต่อปีสำหรับ_หลอดไฟปล่อยประจุความเข้มสูง^{[ 66 ]}หลอดไฟเมทัลฮาไลด์ชนิดหนึ่งซึ่งคล้ายกับหลอดไฟไอปรอททำจากสแกนเดียมไตรไอโอไดด์และโซเดียมไอโอไดด์หลอดไฟนี้เป็นแหล่งกำเนิดแสงสีขาวที่มีดัชนีการแสดงสี สูง ซึ่งคล้ายกับแสงแดดมากพอที่จะช่วยให้ กล้องโทรทัศน์สามารถสร้างสีได้ดี^{[ 67 ]}ทั่วโลกใช้สแกนเดียมในหลอดไฟเมทัลฮาไลด์ประมาณ 80 กิโลกรัมต่อปี^{[ 68 ]}

ทันตแพทย์ใช้เลเซอร์เออร์เบียม-โครเมียม-โดปอิตเทรียม-สแกนเดียม-แกลเลียมการ์เนต ( Er,Cr:YSGG ) สำหรับการเตรียมโพรงฟันและการรักษารากฟัน^{[ 69 ]}

ไอโซโทปกัมมันตรังสี^46Scใช้ในโรงกลั่นน้ำมันเป็นสารติดตาม^{[ 66 ]}สแกนเดียมไตรฟลูออเรตเป็นกรดลูอิส ตัวเร่งปฏิกิริยา ที่ใช้ในเคมีอินทรีย์^{[ 70 ]}

การเปลี่ยนผ่านนิวเคลียร์ 12.4 keV ของ⁴⁵ Sc ได้รับการศึกษาเพื่อใช้เป็นตัวอ้างอิงสำหรับการใช้งานการบอกเวลา โดยมีความแม่นยำทางทฤษฎีดีกว่า นาฬิกาอ้างอิงซีเซียมในปัจจุบันถึงสามลำดับขนาด^{[ 71 ]}

มีการเสนอให้ใช้สแกนเดียมในเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์แข็ง (SOFC)เป็นสารเจือปนในวัสดุอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งโดยทั่วไปคือเซอร์โคเนีย (ZrO₂) [ ^{72 ] สแกนเดียม}ออกไซด์ (Sc₂O₃)เป็นหนึ่งในสารเติมแต่งที่เป็นไปได้หลายชนิดเพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้าไอออนของเซอร์โคเนียซึ่งช่วยปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนโดยรวม ประสิทธิภาพ และประสิทธิผลของเซลล์เชื้อเพลิง^{[ 73 ]}การใช้งานนี้จะมีประโยชน์อย่างยิ่งในเทคโนโลยีพลังงานสะอาด เนื่องจาก SOFC สามารถใช้เชื้อเพลิงได้หลากหลายชนิดและมีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูง^{[ 74 ]}

ธาตุสแกนเดียมถือว่าไม่เป็นพิษ แม้ว่าจะยังไม่มีการทดสอบสารประกอบสแกนเดียมในสัตว์อย่างกว้างขวางก็ตาม^{[ 75 ]}ระดับปริมาณยาที่ทำให้หนูตายครึ่งหนึ่ง (LD ₅₀ ) สำหรับสแกนเดียมคลอไรด์ถูกกำหนดไว้ที่ 755 มก./กก. สำหรับ การให้ ทางช่องท้องและ 4 กรัม/กก. สำหรับการให้ทางปาก^{[ 76 ]}จากผลลัพธ์เหล่านี้ สารประกอบสแกนเดียมควรได้รับการจัดการในฐานะสารประกอบที่มีความเป็นพิษปานกลาง สแกนเดียมดูเหมือนจะถูกจัดการโดยร่างกายในลักษณะที่คล้ายกับแกลเลียมโดยมีอันตรายที่คล้ายกันที่เกี่ยวข้องกับไฮดรอกไซด์ที่ ละลายน้ำได้น้อย ^{[ 77 ]}

• Scerri, Eric R. (2007). ระบบตารางธาตุ: เรื่องราวและความสำคัญของมัน . อ็อกซ์ฟอร์ด สหราชอาณาจักร: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด. ISBN 978-0-19-530573-9. OCLC  62766695 .

ค้นหาคำว่า สแกนเดียมในวิกิพีเดีย ซึ่งเป็นพจนานุกรมออนไลน์ฟรี

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับสแกนเดียม

• สแกนเดียมในตารางธาตุในรูปแบบวิดีโอ (มหาวิทยาลัยนอตติงแฮม)
• WebElements.com – สแกนเดียม
• "สแกนเดียม"  .สารานุกรมบริแทนนิกา (ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 11) พ.ศ. 2454