સ્કેન્ડિયમ કઈ ધાતુઓ પર લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું? સ્કેન્ડિયમની શોધનો ઇતિહાસ

1. સ્કેન્ડિયમની શોધનો ઇતિહાસ

સ્કેન્ડિયમ અણુ ક્વોન્ટમ ખનિજ

સ્કેન્ડિયમના અસ્તિત્વની આગાહી સૌપ્રથમ D.I દ્વારા કરવામાં આવી હતી. મેન્ડેલીવ. પર આધારિત છે સામયિક કાયદોતે એવા નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે ગેલિયમ - ઇકાબોરોન ઉપરાંત બોરોન અને એલ્યુમિનિયમનું બીજું એનાલોગ હોવું જોઈએ.

1871 માં, લેખમાં "સામયિક કાયદેસરતા રાસાયણિક તત્વો» D.I. મેન્ડેલીવે લખ્યું: “તેઓ આ તત્વને અસ્થાયી રૂપે એકબોર કહેવાનો પ્રસ્તાવ મૂકે છે, આ નામ એ હકીકત પરથી લેવામાં આવ્યું છે કે તે બોરોનને સમ જૂથોના પ્રથમ તત્વ તરીકે અનુસરે છે, અને ઉચ્ચારણ eka સંસ્કૃત શબ્દ પરથી ઉતરી આવ્યું છે જેનો અર્થ થાય છે... એકબોરે વ્યક્તિગત રીતે રજૂ કરવું જોઈએ. મેટલ... આ કિસ્સામાં ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણઆ ધાતુની 3.0 ની નજીક હોવી જોઈએ... આ ધાતુ અસ્થિર નહીં હોય, કારણ કે તમામ જૂથોમાં સમાન હરોળમાં રહેલી તમામ ધાતુઓ (i સિવાય) અસ્થિર નથી; તેથી તે ભાગ્યે જ ખોલી શકાય છે સામાન્ય રીતે સ્પેક્ટ્રલ વિશ્લેષણ. કોઈ પણ સંજોગોમાં, તે સામાન્ય તાપમાને પાણીનું વિઘટન કરશે નહીં, પરંતુ તાપમાનમાં ચોક્કસ વધારો થવા પર તે વિઘટિત થશે, જેમ કે આ પ્રદેશમાં મૂકવામાં આવેલી ઘણી ધાતુઓ કરે છે, મૂળભૂત ઓક્સાઇડ બનાવે છે. તે, અલબત્ત, એસિડમાં ઓગળી જશે."

આઠ વર્ષ વીતી ગયા, અને સ્વીડિશ રસાયણશાસ્ત્રી નિલ્સનને અત્યંત દુર્લભ ખનિજોમાંથી એક નવું તત્વ શોધ્યું, જેને તેણે સ્કેન્ડિનેવિયન દ્વીપકલ્પના માનમાં સ્કેન્ડિયમ નામ આપ્યું. નવા તત્વનો અભ્યાસ કર્યા પછી, નિલ્સને સ્કેન્ડિયમના ગુણધર્મો વર્ણવ્યા. નિલ્સનના આશ્ચર્યની કલ્પના કરો જ્યારે, મેન્ડેલીવના ઇકાબોરોન સાથે સ્કેન્ડિયમની લાક્ષણિકતાઓની તુલના કરીને, તેણે આ લાક્ષણિકતાઓની લગભગ સંપૂર્ણ સમાનતા સ્થાપિત કરી. "એમાં કોઈ શંકા નથી કે એકબોરની શોધ સ્કેન્ડિયમમાં થઈ હતી ..." નિલ્સને લખ્યું અને આગળ, આ ઘટનાથી આઘાત પામીને, ભારપૂર્વક કહ્યું: "આ રશિયન રસાયણશાસ્ત્રીના વિચારોની સૌથી વધુ દ્રશ્ય રીતે પુષ્ટિ કરે છે, જેણે માત્ર આગાહી કરવાનું જ શક્ય બનાવ્યું નથી. નામનું અસ્તિત્વ સરળ શરીર, પરંતુ તેની સૌથી મહત્વપૂર્ણ ગુણધર્મો અગાઉથી સૂચવો.

સરખામણી માટે, અમે કેટલાક ડેટા રજૂ કરીએ છીએ જે D.I. મેન્ડેલીવે તેની શોધ પહેલા સ્કેન્ડિયમ (એકાબોર)ની લાક્ષણિકતા દર્શાવી હતી, અને નિલ્સન - તેણે શોધેલા તત્વના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કર્યા પછી.

અણુ વજન 45

ઇકાબોરોન ઓક્સાઇડમાં બે ઇકાબોરોન અણુ અને ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુ હોય છે.

ઓક્સાઇડનું ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ 3.5 છે.

ઇકાબોરોન સલ્ફેટ મીઠું બે ઇકા-બોરોન અણુ અને ત્રણ સલ્ફ્યુરિક એસિડ અવશેષો ધરાવે છે.

ડબલ સલ્ફેટ ક્ષાર સ્ફટિકના આકારમાં ફટકડી જેવા નહીં હોય.

અણુ વજન 45.1.

સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડમાં બે સ્કેન્ડિયમ અણુ અને ત્રણ ઓક્સિજન અણુઓ હોય છે.

ઓક્સાઇડનું ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ 3.8 છે.

સ્કેન્ડિયમ સલ્ફેટ મીઠું બે સ્કેન્ડિયમ અણુ અને ત્રણ સલ્ફ્યુરિક એસિડ અવશેષો ધરાવે છે,

સ્કેન્ડિયમ અને પોટેશિયમનું ડબલ સલ્ફેટ મીઠું તેના સ્ફટિકોના આકારમાં ફટકડી જેવું નથી.

આપેલ લાક્ષણિકતાઓ પરથી જોઈ શકાય છે તેમ, તેમની વચ્ચે કોઈ નોંધપાત્ર તફાવત નથી. D.I દ્વારા તેમના અસ્તિત્વ અને ગુણધર્મોની આગાહી પછી શોધાયેલ સંખ્યાબંધ રાસાયણિક તત્વોમાં સ્કેન્ડિયમ એ બીજું હતું. સામયિક કાયદા પર આધારિત મેન્ડેલીવ. સ્કેન્ડિયમ આની માન્યતાની સ્પષ્ટ પુષ્ટિ છે સૌથી મહત્વપૂર્ણ કાયદોકુદરતી વિજ્ઞાન.

2. ઇલેક્ટ્રોનિક માળખુંસ્કેન્ડિયા

તત્વ Z = 21 ની ક્રમાંકિત સંખ્યાનો અર્થ છે: તત્વના અણુના ન્યુક્લિયસનો ચાર્જ (સ્કેન્ડિયમ): 21 Sc - 21 p 1 1 - +21; પ્રોટોનની સંખ્યા p 1 1: 21 Sc - 21 p 1 1 ; ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા e: 21 Sc - 21e; ન્યુટ્રોનની સંખ્યા n 1 0 = Ar - Z = 65 - 21 = 44 - 44n 1 0

અણુ રચના સૂત્ર

અથવા સંક્ષેપ તરીકે: 3d 1 4s 2

ઇલેક્ટ્રોનિક ફોર્મ્યુલાક્વોન્ટમ કોષોના સ્વરૂપમાં

સ્કેન્ડિયમ એ ડી તત્વ છે. અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક માળખું s - ઇલેક્ટ્રોન સાથે સમાપ્ત થાય છે, તેથી તત્વ ધાતુના ગુણધર્મો પ્રદર્શિત કરશે.
ફોર્મ્યુલા ઉચ્ચ ઓક્સાઇડ- Sc 2 O 3 , હાઇડ્રોક્સાઇડ - Sc(OH) 3 નબળા મૂળભૂત ગુણધર્મો ધરાવે છે. હાઇડ્રોજન સાથે સંયોજનો બનાવતા નથી.
સીરીયલ નંબર 34 માં સેલેનિયમ સે છે. તત્વ અવધિ IV માં છે, જેનો અર્થ છે કે અણુમાં 4 છે ઊર્જા સ્તરો. તે માં છે મુખ્ય પેટાજૂથજૂથ VI; તેના વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન 4s અને 4p સબલેવલ પર વિતરિત.

3. રાસાયણિક ગુણધર્મોસ્કેન્ડિયા

રાસાયણિક રીતે, સ્કેન્ડિયમ એકદમ સક્રિય છે, +3 ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ દર્શાવે છે. આ કિસ્સામાં, 4S2 ઇલેક્ટ્રોન પહેલા ખોવાઈ જાય છે અને માત્ર પછી 3d ઇલેક્ટ્રોન. તે જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે પણ પાણી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતું નથી, પરંતુ Sc3+ ક્ષાર બનાવવા માટે એસિડમાં સારી રીતે ઓગળી જાય છે. મીઠું બનાવવાની ક્ષમતાના સંદર્ભમાં, સ્કેન્ડિયમ સમાન છે આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ; કેલ્શિયમની જેમ, તે ઓછા પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય કાર્બોનેટ, ફોસ્ફેટ, ફ્લોરાઈડ અને ઓછા પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય સલ્ફેટ બનાવે છે, જ્યારે સ્કેન્ડિયમ ક્લોરાઈડ અને નાઈટ્રેટ અત્યંત દ્રાવ્ય છે. સ્કેન્ડિયમ સંયોજનોની વિશિષ્ટતાઓ તેમના એમ્ફોટેરિક પ્રકૃતિ સાથે સંકળાયેલી છે: દ્રાવણમાં ક્ષાર કંઈક અંશે હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ છે. IN જલીય દ્રાવણસ્કેન્ડિયમ આયન એક જટિલ 3+ આયન બનાવવા માટે હાઇડ્રેટેડ છે, અને જ્યારે આલ્કલી તેના ક્ષારના દ્રાવણ પર કાર્ય કરે છે, ત્યારે તે અવક્ષેપ કરે છે. અદ્રાવ્ય હાઇડ્રોક્સાઇડ Sc(OH) 3, તેનો વરસાદ પહેલાથી જ pH = 4.8 થી શરૂ થાય છે. હવામાં, તે એલ્યુમિનિયમની જેમ જાડું બને છે (150-600A) રક્ષણાત્મક ફિલ્મઓક્સાઇડ Sc2O3 અને માત્ર 200-250 °C થી ઉપર ફિલ્મ તેની ક્ષમતા ગુમાવે છે રક્ષણાત્મક ગુણધર્મોઅને સ્કેન્ડિયમનું વધુ ઓક્સિડેશન થાય છે;

4Sc + 3 O2 = 2Sc203 + ~1500 kJ

જ્યારે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે હાઇડ્રોક્સાઇડના વિઘટન દ્વારા શુદ્ધ ઓક્સાઇડ મેળવવામાં આવે છે:

2Sc(OH) 3 Sc203 + 3p0

તે એસિડમાં સહેજ દ્રાવ્ય છે, અને પાણી સાથે તે સફેદ હાઇડ્રોક્સાઇડ અવક્ષેપ બનાવે છે. સ્કેન્ડિયમ સંયોજનોની વિશેષતા એમ્ફોટેરિસિટી છે - એલ્યુમિનિયમની નિકટતા અને 0.83 A ની નાની આયનીય ત્રિજ્યાનું પરિણામ. એમ્ફોટેરિસિટી જટિલ હાઇડ્રોક્સોસ્કેન્ડેટની રચના સાથે આલ્કલીમાં સ્કેન્ડિયમની ઓગળવાની ક્ષમતા (જોકે મુશ્કેલી સાથે) પ્રગટ થાય છે:

Sc(OH) 3 + 3 NaOH = Na3,

હાઇડ્રોક્સાઇડ એસિડમાં સરળતાથી ઓગળી જાય છે:

Sc(OH) 3 + 3 HN08 = Sc(N03) 3 + 3 p0

જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે સ્કેન્ડિયમ સરળતાથી હેલોજન અને અન્ય બિન-ધાતુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે:

2Sc + 3CI2 = 2ScCl3 + 1800 kJ

હેલાઇડ્સ સામાન્ય રીતે ક્ષારના વરસાદ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે

Sc(N03) 3 + 3 HF = ScF3 + 3 HN03

અથવા ક્લોરિનના પ્રવાહમાં કોલસા સાથે SC2O3 ઓક્સાઇડને કેલ્સિન કરીને. સ્કેન્ડિયમ હલાઇડ ક્ષાર પ્રમાણમાં પ્રત્યાવર્તન સંયોજનો છે જે સ્થિર રચના કરવામાં સક્ષમ છે જટિલ સંયોજનોપ્રકાર M, MI, Mi (જ્યાં G-F, ઓછા અંશે, C1), તેમજ ડબલ સલ્ફેટ M અને Mi ફટકડી જેવા જ છે (જોકે તેઓ તેમના સ્ટીરિયોમેટ્રિક બંધારણમાં ફટકડીથી અલગ છે). +3 સિવાય સ્કેન્ડિયમ ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સનું અસ્તિત્વ સંપૂર્ણપણે સ્પષ્ટ નથી. સ્કેન્ડિયમ સંયોજનો ઘન સ્વરૂપમાં મેળવવામાં આવ્યા હતા, જેમાં તેની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ ઔપચારિક રીતે +2 - ScC2 કાર્બાઇડ (જેમાં સંભવતઃ, Sc2+ અને C2~2 આયનોનો સમાવેશ થાય છે), Scp હાઇડ્રાઇડ, ScCl2 સબક્લોરાઇડ હોય છે. આ બધા સંયોજનોમાં ખૂબ જ છે ઉચ્ચ વિદ્યુત વાહકતા, જે ફક્ત એ હકીકત દ્વારા સમજાવી શકાય છે કે તેમાં hohl^Sc3* અને છે મફત ઇલેક્ટ્રોન(ઔપચારિક રીતે Sc2+ = Sc3+ + e). સાચું, એવું માનવા માટેનું કારણ છે કે Sc3+ સોલ્યુશનના વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દરમિયાન, Sc2+ આયનો મધ્યવર્તી ઉત્પાદનો તરીકે રચાય છે, પરંતુ તે ખૂબ જ અસ્થિર છે.

4. પ્રકૃતિમાં સ્કેન્ડિયમ શોધવી

પ્રકૃતિમાં, સ્કેન્ડિયમ સંયોજનો ઘણા ખનિજોમાં હાજર હોય છે જેમાં યટ્રીયમ, લેન્થેનમ, લેન્થેનાઇડ્સ અને અન્ય તત્વો મુખ્ય માત્રામાં હોય છે. આ ખનિજો એકદમ દુર્લભ છે - તે સ્કેન્ડિનેવિયા, યુરલ્સ, બ્રાઝિલમાં અને ઓછી વાર યુએસએ અને ઓસ્ટ્રેલિયામાં જોવા મળે છે. સ્કેન્ડિયમના પોતાના ખનિજોમાંથી, નોર્વે અને મેડાગાસ્કરમાં જોવા મળતા માત્ર સ્ટીરેટાઈટ Sc(P04) * 2H2O અને ટોર્વેઈટ Sc2 (Si2O7) જાણીતા છે, જે મુખ્યત્વે યટ્રીયમથી દૂષિત છે. પરંતુ ટોર્ટવેટાઇટ અન્ય રીતે પણ રસપ્રદ છે: તે એકમાત્ર ખનિજ છે જેમાં ઝિર્કોનિયમ કરતાં વધુ હેફનિયમ હોય છે. આ ધાતુઓના આયનો આંશિક રીતે ટોર્ટવેટાઇટની સ્ફટિક જાળીમાં સ્કેન્ડિયમને બદલે છે. હાફનિયમ અને ઝિર્કોનિયમ વચ્ચેનો સંપૂર્ણપણે અસામાન્ય સંબંધ એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવ્યો છે કે Hf 4+ અને Sc 3+ ની આયનીય ત્રિજ્યા Zr4+ અને Sc3+ કરતાં નજીક છે. તેથી, હેફનિયમ આયન ઝિર્કોનિયમ આયન કરતાં વધુ સરળતાથી ટોર્ટવેટાઇટ સ્ફટિકમાં "સંગઠિત" થાય છે. જો કે, તેઓ પણ ખૂબ જ દુર્લભ છે. 1911 થી 1952 સુધી, ફક્ત 22 કિલો ટોર્ટવેઇટાઇટ મળી આવ્યું હતું, અને સમગ્ર સમયગાળા દરમિયાન, સ્કેન્ડિયમમાં વધેલા રસને ધ્યાનમાં લેતા, ભાગ્યે જ 100 કિલોથી વધુ. તેથી, સ્કેન્ડિયમ દુર્લભ પૃથ્વીના જૂથ સાથે સંબંધિત છે. જો કે, તે તેના બદલે એક ટ્રેસ એલિમેન્ટ છે - તેમાં 6 * 10 -4 નું ક્લાર્ક છે (તેમાં સોના કરતાં ઘણું વધારે છે), પરંતુ પૃથ્વીના પોપડામાં તેની સામગ્રી સંપૂર્ણપણે સ્પષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત નથી. કુદરતી સ્કેન્ડિયમ એ "શુદ્ધ" તત્વ છે - તેમાં ફક્ત એક જ બિન-કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ 45 Sc છે. 14 વધુ પહેલેથી જ કૃત્રિમ રીતે મેળવવામાં આવ્યા છે કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ, જેમાંથી સૌથી વધુ સ્થિર p-active 46 Sc છે, જેનું અર્ધ જીવન 84 દિવસ છે.

5. સ્કેન્ડિયમ નિષ્કર્ષણ તકનીકો

હાલમાં, વિશ્વમાં સ્કેન્ડિયમ (સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડ) ના મુખ્ય ઉત્પાદકો છે નીચેના દેશો: રશિયા, ચીન, યુક્રેન અને કઝાકિસ્તાન. એ પણ નોંધવું જોઈએ કે મંગોલિયામાં સ્કેન્ડિયમ ધરાવતા દુર્લભ પૃથ્વીના કાચા માલના ભંડાર પણ છે. આશાસ્પદ સ્ત્રોતસ્કેન્ડિયમ ઉદ્યોગ માટે સ્કેન્ડિયમ અને સ્કેન્ડિયમ ધાતુશાસ્ત્રના વિકાસ.

નીચે મુખ્ય વાહક અયસ્ક અને તેમાંથી મુક્ત થયેલ સંકળાયેલ સ્કેન્ડિયમનો સમૂહ છે:

બોક્સાઈટ્સ - દર વર્ષે 71 મિલિયન ટન પ્રોસેસિંગ, 710-1420 ટનની માત્રામાં સંકળાયેલ સ્કેન્ડિયમ ધરાવે છે;

યુરેનિયમ અયસ્ક - દર વર્ષે 50 મિલિયન ટન, સંકળાયેલ સ્કેન્ડિયમ 50-500 ટન પ્રતિ વર્ષ;

Ilmenites - પ્રતિ વર્ષ 2 મિલિયન ટન, સંકળાયેલ સ્કેન્ડિયમ 20-40 ટન પ્રતિ વર્ષ;

Wolframites - સંકળાયેલ સ્કેન્ડિયમ દર વર્ષે લગભગ 30-70 ટન;

કેસિટેરાઇટ્સ - દર વર્ષે 200 હજાર ટન, સંકળાયેલ સ્કેન્ડિયમ 20-25 ટન પ્રતિ વર્ષ;

ઝિર્કોન્સ - દર વર્ષે 100 હજાર ટન, સંકળાયેલ સ્કેન્ડિયમ 5-12 ટન પ્રતિ વર્ષ.

નીચેની સ્કેન્ડિયમ નિષ્કર્ષણ તકનીકો અસ્તિત્વમાં છે: સ્કેન્ડિયમ ક્લોરાઇડનું વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ, જે સૌથી શુદ્ધ સ્કેન્ડિયમ ધાતુનું ઉત્પાદન કરે છે; સોલિડ એક્સટ્રેક્ટન્ટ (TVEX) વડે નિષ્કર્ષણ દ્વારા સ્કેન્ડિયમ ધરાવતા ઉકેલોમાંથી સ્કેન્ડિયમ કાઢવા માટેની એક પદ્ધતિ છે; સ્કેન્ડિયમ મેટલ હાલમાં સ્કેન્ડિયમ ફ્લોરાઈડ ઘટાડીને બનાવવામાં આવે છે કેલ્શિયમ ધાતુનાઇટ્રોજન વાતાવરણમાં.

6. સ્કેન્ડિયમની અરજી

તેના ગુણધર્મો અનુસાર, સ્કેન્ડિયમમાં પરમાણુ ઉર્જા, રોકેટરી, ઉડ્ડયન વગેરેમાં ઉપયોગની સંભાવનાઓ છે. આ તત્વમાં દુર્લભ અને સુખદ ગુણધર્મો છે, પરંતુ તેનો ઉપયોગ તાજેતરમાં સુધી પ્રતિબંધિત છે. ઊંચી કિંમતસ્કેન્ડિયમ મેટલ. ચાલો સ્કેન્ડિયમ અને તેના સંયોજનોના ઉપયોગના મુખ્ય ક્ષેત્રોને ધ્યાનમાં લઈએ:

ધાતુશાસ્ત્ર.

માઇક્રોએલોયિંગ અશુદ્ધિના સ્વરૂપમાં સ્કેન્ડિયમનો ઉપયોગ વ્યવહારિક રીતે મહત્વપૂર્ણ સંખ્યાબંધ એલોય પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, એલ્યુમિનિયમ-મેગ્નેશિયમ એલોયમાં 0.4% સ્કેન્ડિયમ ઉમેરવાથી તાણ શક્તિમાં 35% વધારો થાય છે, અને ઉપજની શક્તિમાં વધારો થાય છે. 65-84%, અને તે જ સમયે સંબંધિત વિસ્તરણ 20-27% ના સ્તરે રહે છે. ક્રોમિયમમાં 0.3-0.67% ઉમેરાથી 1290 °C તાપમાન સુધી ઓક્સિડેશન સામે તેની પ્રતિકાર વધે છે, અને "નિક્રોમ" જેવા ગરમી-પ્રતિરોધક એલોય પર સમાન પણ વધુ સ્પષ્ટ અસર કરે છે અને આ વિસ્તારમાં સ્કેન્ડિયમનો ઉપયોગ થાય છે. યટ્રીયમ કરતાં વધુ અસરકારક છે. ઉચ્ચ-તાપમાન સિરામિક્સના ઉત્પાદન માટે સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડના અન્ય ઓક્સાઈડ કરતાં ઘણા ફાયદા છે, કારણ કે જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડની મજબૂતાઈ વધે છે અને મહત્તમ 1030 °C પર પહોંચે છે, જ્યારે તે જ સમયે સ્કેન્ડિયમ ઑક્સાઈડ ન્યૂનતમ થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે અને સૌથી વધુ ટકાઉપણુંથર્મલ આંચકો માટે. યટ્રીયમ સ્કેન્ડેટ તેમાંથી એક છે શ્રેષ્ઠ સામગ્રીઊંચા તાપમાને કાર્યરત માળખાં માટે. ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક્સ માટે જર્મનેટ ચશ્માના ઉત્પાદન માટે ચોક્કસ માત્રામાં સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડનો સતત વપરાશ થાય છે.

સ્કેન્ડિયમ એલોય.

વોલ્યુમની દ્રષ્ટિએ સ્કેન્ડિયમનો મુખ્ય ઉપયોગ એ રમતગમતના સાધનો (મોટરસાયકલ, બેઝબોલ બેટ, વગેરે) માં ઉપયોગમાં લેવાતા એલ્યુમિનિયમ-સ્કેન્ડિયમ એલોયમાં તેનો ઉપયોગ છે - જ્યાં પણ ઉચ્ચ-શક્તિની સામગ્રીની જરૂર હોય. જ્યારે એલ્યુમિનિયમ સાથે એલોય કરવામાં આવે છે, ત્યારે સ્કેન્ડિયમ વધારાની તાકાત અને ક્ષુદ્રતા પ્રદાન કરે છે. ઉડ્ડયન અને રોકેટરીમાં સ્કેન્ડિયમ એલોયનો ઉપયોગ નોંધપાત્ર રીતે પરિવહન ખર્ચમાં ઘટાડો કરશે અને ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ્સની વિશ્વસનીયતામાં તીવ્ર વધારો કરશે, જ્યારે તે જ સમયે, સ્કેન્ડિયમની ઓછી કિંમતો અને ઓટોમોબાઈલ એન્જિનના ઉત્પાદન માટે તેનો ઉપયોગ પણ નોંધપાત્ર રીતે થશે. તેમની સેવા જીવન અને આંશિક રીતે તેમની કાર્યક્ષમતામાં વધારો. માર્ગદર્શિત મિસાઇલોના ઉત્પાદનમાં સ્કેન્ડિયમ એલોય સૌથી આશાસ્પદ સામગ્રી છે. IN તાજેતરના વર્ષોસ્કેન્ડિયમ (અને અંશતઃ યટ્રીયમ અને લ્યુટેટીયમ) ની મહત્વની ભૂમિકા કેટલાક સુપર-સ્ટ્રોંગ માર્જિંગ સ્ટીલ્સના ઉત્પાદનમાં જાહેર કરવામાં આવી હતી, જેમાંથી કેટલાક નમૂનાઓ 700 kg/mm² (7000 MPa થી વધુ) ની મજબૂતાઈ દર્શાવે છે.

સુપરહાર્ડ સામગ્રી

સ્કેન્ડિયમનો ઉપયોગ સુપરહાર્ડ સામગ્રીના ઉત્પાદન માટે થાય છે. બેરિલિયમ સાથેના સ્કેન્ડિયમના એલોય ખાસ કરીને રસપ્રદ છે, જે તાકાત અને ગરમીના પ્રતિકારની દ્રષ્ટિએ અનન્ય લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્કેન્ડિયમ બેરીલાઈડ (1 સ્કેન્ડિયમ અણુ અને 13 બેરિલિયમ અણુ) ઘનતા, શક્તિ અને ઉચ્ચ ગલનબિંદુનું સૌથી વધુ અનુકૂળ સંયોજન ધરાવે છે અને એરોસ્પેસ ટેકનોલોજીના નિર્માણ માટે શ્રેષ્ઠ સામગ્રી બની શકે છે, આ સંદર્ભમાં શ્રેષ્ઠ એલોયને વટાવીને માનવજાત માટે જાણીતુંટાઇટેનિયમ પર આધારિત, અને સંખ્યાબંધ સંયુક્ત સામગ્રી (કાર્બન અને બોરોન ફિલામેન્ટ્સ પર આધારિત સંખ્યાબંધ સામગ્રી સહિત).

માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ

સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડ (ગલનબિંદુ 2450 °C) હતું મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકાસુપરકોમ્પ્યુટરના ઉત્પાદનમાં: લો-ઇન્ડક્શન ફેરાઇટ, જ્યારે માહિતી સંગ્રહ ઉપકરણોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે, ત્યારે ડેટા એક્સચેન્જની ઝડપને ઘણી વખત વધારવાનું શક્ય બનાવે છે.

પ્રકાશ સ્ત્રોતો.

ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા પ્રકાશ તત્વોના ઉત્પાદન માટે દર વર્ષે આશરે 80 કિલો સ્કેન્ડિયમ (SC2O3 ના ભાગ રૂપે) વપરાય છે. સ્કેન્ડિયમ આયોડાઈડ પારા ગેસ લેમ્પમાં ઉમેરવામાં આવે છે જે ખૂબ જ બુદ્ધિગમ્ય સ્ત્રોત ઉત્પન્ન કરે છે કૃત્રિમ પ્રકાશ, સૂર્યની નજીક, જે ટેલિવિઝન કેમેરા સાથે શૂટિંગ કરતી વખતે સારી રંગ પ્રસ્તુતિ પ્રદાન કરે છે.

આઇસોટોપ સ્કેન્ડિયમ-47 (અર્ધ-જીવન 3.35 દિવસ) તેમાંથી એક છે શ્રેષ્ઠ સ્ત્રોતોપોઝીટ્રોન

અણુશક્તિ.

પરમાણુ ઉદ્યોગ સફળતાપૂર્વક સ્કેન્ડિયમ હાઇડ્રાઇડ અને ડ્યુટેરાઇડનો ઉપયોગ કરે છે - ઉત્તમ ન્યુટ્રોન મોડરેટર અને શક્તિશાળી અને કોમ્પેક્ટ ન્યુટ્રોન જનરેટરમાં લક્ષ્ય (બૂસ્ટર).

સ્કેન્ડિયમ ડાયબોરાઇડ (ગલનબિંદુ 2250 °C) ગરમી-પ્રતિરોધક એલોયના ઘટક તરીકે અને કેથોડ સામગ્રી તરીકે પણ વપરાય છે. ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો. પરમાણુ ઉદ્યોગમાં, સ્કેન્ડિયમ બેરીલાઈડનો ઉપયોગ ન્યુટ્રોન રિફ્લેક્ટર તરીકે થાય છે, અને ખાસ કરીને આ સામગ્રી, તેમજ યટ્રીયમ બેરીલાઈડ, અણુ બોમ્બની રચનામાં ન્યુટ્રોન રિફ્લેક્ટર તરીકે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી છે.

દવા.

સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડ દવામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવી શકે છે (ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા દાંત).

લેસર સામગ્રી.

ઉચ્ચ-તાપમાન સુપરકન્ડક્ટિવિટી, લેસર સામગ્રીનું ઉત્પાદન (HSGG).

ઉત્પાદન સૌર પેનલ્સ.

હોલમિયમ ઓક્સાઇડ સાથે મિશ્રિત સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ સિલિકોન-આધારિત ફોટોકન્વર્ટરના ઉત્પાદનમાં કોટિંગ તરીકે થાય છે. આ કોટિંગ વિશાળ પારદર્શિતા શ્રેણી (400-930 nm) ધરાવે છે, અને સિલિકોનથી પ્રકાશના સ્પેક્ટ્રલ પ્રતિબિંબને 1-4% સુધી ઘટાડે છે, અને જ્યારે તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે આવા સંશોધિત સૌર કોષનો પ્રવાહ વધે છે. શોર્ટ સર્કિટ 35-70% દ્વારા, જે બદલામાં ફોટોકન્વર્ટરની આઉટપુટ પાવરને 1.4 ગણો વધારવાનું શક્ય બનાવે છે.

એક્સ-રે મિરર્સ.

મલ્ટિલેયર એક્સ-રે મિરર્સ (રચના: સ્કેન્ડિયમ-ટંગસ્ટન, સ્કેન્ડિયમ-ક્રોમિયમ, સ્કેન્ડિયમ-મોલિબ્ડેનમ) ના ઉત્પાદન માટે સ્કેન્ડિયમનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. સ્કેન્ડિયમ ટેલ્યુરાઇડ એ થર્મોલિમેન્ટ્સ (ઉચ્ચ થર્મલ ઇએમએફ, 255 μV/K અને ઓછી ઘનતા અને ઉચ્ચ શક્તિ) ના ઉત્પાદન માટે ખૂબ જ આશાસ્પદ સામગ્રી છે.

તાજેતરના વર્ષોમાં નોંધપાત્ર રસએરોસ્પેસ અને ન્યુક્લિયર એન્જિનિયરિંગ માટે, અમે રેનિયમ (2575°C સુધી ગલનબિંદુ), રૂથેનિયમ (ગલનબિંદુ 1840°C સુધી), આયર્ન (1600°C સુધી ગલનબિંદુ) સાથે સ્કેન્ડિયમના રિફ્રેક્ટરી એલોય (ઇન્ટરમેટાલિક સંયોજનો) ખરીદ્યા. (ગરમી પ્રતિકાર, મધ્યમ ઘનતા અને વગેરે).

અગ્નિરોધક સામગ્રી.

પ્રત્યાવર્તન સામગ્રી તરીકે મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ખાસ હેતુસ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડ (ગલનબિંદુ 2450 °C) પ્રવાહી ધાતુના પ્રવાહમાં પ્રતિકારની દ્રષ્ટિએ ઉચ્ચ-એલોય સ્ટીલ્સ માટે સ્ટીલ-રેડિંગ નોઝલના ઉત્પાદનમાં ભૂમિકા ભજવે છે, સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડ તમામ જાણીતી અને વપરાયેલી સામગ્રીને વટાવી જાય છે (ઉદાહરણ તરીકે, સૌથી વધુ સ્થિર યટ્રિયમ ઓક્સાઇડ સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડ કરતાં 8.5 ગણું હલકી ગુણવત્તાવાળા છે ) અને આ વિસ્તારમાં, કોઈ કહી શકે કે બદલી ન શકાય તેવું છે.

નિષ્કર્ષ

નિષ્કર્ષમાં, એ નોંધવું જોઈએ કે સ્કેન્ડિયમ તદ્દન છે રસપ્રદ તત્વ, તેની શોધના ઇતિહાસથી તેના રાસાયણિક ગુણધર્મો અને એપ્લિકેશનો સુધી. સ્કેન્ડિયમને સુરક્ષિત રીતે 21મી સદીની ધાતુ કહી શકાય અને પ્રોસેસિંગને કારણે તેના ઉત્પાદનમાં તીવ્ર વધારો, વધતી કિંમતો અને માંગની આગાહી કરી શકાય છે. મોટી રકમ સખત કોલસો(ખાસ કરીને રશિયન હાર્ડ કોલસાની પ્રક્રિયા) પ્રવાહી બળતણમાં. તેનો વ્યાપક ઉપયોગ ફક્ત ખૂબ જ દ્વારા અટકાવવામાં આવે છે ઊંચી કિંમત, અને માં અમુક હદ સુધી વૈકલ્પિક ઉકેલઆ વિસ્તારમાં શક્તિ વધારવા માટે એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડના વ્હિસ્કર્સ સાથે પ્રબલિત યટ્રિયમ સ્કેન્ડેટનો ઉપયોગ છે), તેમજ સ્કેન્ડિયમ ટેન્ટાલેટનો ઉપયોગ. સ્કેન્ડિયમમાં એપ્લીકેશનની એકદમ વિશાળ શ્રેણી છે, જે વિજ્ઞાનને આ તત્વને માઇનિંગ અને કાઢવાની નવી પદ્ધતિઓ બનાવવા અને વિકસાવવા માટે પ્રોત્સાહિત કરી શકતી નથી.

સંદર્ભો

સ્કેન્ડિયમ અણુ માળખું ખનિજ

1. મેન્ડેલીવ ડી.આઈ. રાસાયણિક તત્વો એમ, ઝુર્નની સામયિક માન્યતા. રશિયન ભૌતિક.-કેમ. સોસાયટી, 1871.

2. પ્રોકોફીવ N. B., Buchachenko M. S. Buchachenko પબ્લિશિંગ હાઉસ "નૌકા" 117864 GSP-7, Moscow, B-S85, Profsoyuznaya st., 90 2nd Printing House of the Publishing House "Nauka" 121099, Moscow, G-99, Shubin

3. ફિગુરોવ્સ્કી એન.એ. F49 રસાયણશાસ્ત્રનો ઇતિહાસ: પાઠ્યપુસ્તક. શિક્ષણશાસ્ત્રના વિદ્યાર્થીઓ માટે માર્ગદર્શિકા. રસાયણશાસ્ત્ર સંસ્થા. અને બાયોલ. નિષ્ણાત - એમ.: શિક્ષણ, 1979. - 311 પૃષ્ઠ, બીમાર.

4. શાલિનેટ્સ એલેક્ઝાન્ડર બોરીસોવિચ હેરાલ્ડ્સ અણુ યુગ. તત્વો જૂથ III સામયિક કોષ્ટકડીઆઈ. મેન્ડેલીવ. વિદ્યાર્થીઓ માટે માર્ગદર્શિકા. એમ., “એનલાઈટનમેન્ટ”, 1975. 192 પૃષ્ઠ. બીમાર સાથે.

સમાન દસ્તાવેજો

તબક્કો સંતુલનઅને સંક્રમણો. કેલરીમેટ્રિક સંશોધન પદ્ધતિઓ. સ્કેન્ડિયમ ટ્રિસ-2,2,6,6-ટેટ્રામેથાઈલ-4-ફ્લોરોહેપ્ટેન-3,5-ડિયોનેટના ગલનની થર્મોડાયનેમિક લાક્ષણિકતાઓ, સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડ મેળવવા માટે તેનો ઉપયોગ, જે ઇલેક્ટ્રોફિઝિક્સમાં એપ્લિકેશન ધરાવે છે.

કોર્સ વર્ક, 11/16/2012 ઉમેર્યું

લોખંડની શોધનો ઇતિહાસ. સામયિક કોષ્ટકમાં રાસાયણિક તત્વની સ્થિતિ અને અણુની રચના. પ્રકૃતિમાં આયર્નની ઘટના, તેના સંયોજનો, ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો. આયર્ન મેળવવા અને તેનો ઉપયોગ કરવાની પદ્ધતિઓ, માનવ શરીર પર તેની અસર.

પ્રસ્તુતિ, 01/04/2015 ઉમેર્યું

મોલિબડેનમનું ઇલેક્ટ્રોનિક સૂત્ર. સમજૂતી ભૌતિક અર્થઆપેલ રાસાયણિક તત્વ માટેના તમામ સૂચકાંકો. વેલેન્સ સબલેવલ. સેટ ક્વોન્ટમ નંબરો. ઓક્સિડેશન સ્થિતિ મૂલ્યની આગાહી. બિન-ધાતુઓ સાથે સંયોજનોની લાક્ષણિકતાઓ. ઓક્સાઇડ. અરજી.

કોર્સ વર્ક, 06/24/2008 ઉમેર્યું

આયનીય પ્રકારના બોન્ડ સાથેના પદાર્થો. ડાયબેસિક ઓક્સિજન-મુક્ત એસિડ્સ. ક્લોરિન સાથે પ્રોપેનની પ્રતિક્રિયાનું ઉત્પાદન. જૂથ VI A ના તત્વો વચ્ચે મહત્તમ અણુ ત્રિજ્યા. પાણીના અણુઓ વચ્ચે રાસાયણિક બંધન. નંબર ઇલેક્ટ્રોનિક સ્તરોઅને સ્કેન્ડિયમ અણુમાં ડી-ઇલેક્ટ્રોન.

ટેસ્ટ, 10/31/2012 ઉમેર્યું

હાઇડ્રોજનની શોધનો ઇતિહાસ. સામાન્ય લાક્ષણિકતાઓપદાર્થો સામયિક કોષ્ટકમાં તત્વનું સ્થાન, તેના અણુની રચના, રાસાયણિક અને ભૌતિક ગુણધર્મો, પ્રકૃતિમાં ઘટના. પ્રાયોગિક એપ્લિકેશનફાયદાકારક અને હાનિકારક ઉપયોગ માટે ગેસ.

પ્રસ્તુતિ, 05/19/2014 ઉમેર્યું

કાર્બનિક પદાર્થ, જેમાં કાર્બન, ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજનનો સમાવેશ થાય છે. સામાન્ય સૂત્ર રાસાયણિક રચનાકાર્બોહાઇડ્રેટ્સ મોનોસેકરાઇડ્સ, ડિસેકરાઇડ્સ અને પોલિસેકરાઇડ્સની રચના અને રાસાયણિક ગુણધર્મો. માનવ શરીરમાં કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના મુખ્ય કાર્યો.

પ્રસ્તુતિ, 10/23/2016 ઉમેર્યું

મિથેનની રચનાનો વિચાર (મોલેક્યુલર, ઇલેક્ટ્રોનિક અને માળખાકીય સૂત્ર). ભૌતિક ગુણધર્મો, પ્રકૃતિમાં ઘટના, પ્રકાર રાસાયણિક બંધનઅને ત્રણમાં પરમાણુ અને કાર્બન અણુનું અવકાશી માળખું વેલેન્સ સ્ટેટ્સ, વર્ણસંકરીકરણનો ખ્યાલ.

થીસીસ, 03/31/2009 ઉમેર્યું

આયર્નના ઉત્પાદન અને ઉપયોગનો ઇતિહાસ. તત્વની સામાન્ય લાક્ષણિકતાઓ, અણુ માળખું. ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સ અને સંયોજનોના ઉદાહરણો, મૂળભૂત પ્રતિક્રિયાઓ. પ્રકૃતિમાં આયર્ન શોધવું, એપ્લિકેશન. પૃથ્વીના પોપડામાં આયર્નનું પ્રમાણ. જૈવિક ભૂમિકાગ્રંથિ

પ્રસ્તુતિ, 05/09/2012 ઉમેર્યું

સલ્ફર ઓક્સાઇડ અણુનું માળખું, તેના પરમાણુ સૂત્ર, સંયોજકતા, પ્રકાર સ્ફટિક જાળી. પ્રકૃતિમાં બનવું સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ SO2. તેના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો. ઉદ્યોગમાં અને પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓમાં સલ્ફર ડાયોક્સાઇડનું ઉત્પાદન.

પ્રસ્તુતિ, 05/13/2015 ઉમેર્યું

રાસાયણિક તત્વની સામાન્ય લાક્ષણિકતાઓ. ફ્લોરિનની રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ. મોટાભાગની બિન-ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. ફ્લોરિનની શોધનો ઇતિહાસ. પ્રકૃતિમાં બનવું. ટેફલોન, ફ્લોરોપ્લાસ્ટિક, ફ્લોરિન રબર, ફ્લોરિન ધરાવતા કાર્બનિક પદાર્થોનું ઉત્પાદન.

સ્કેન્ડિયમ(lat. સ્કેન્ડિયમ), Sc, મેન્ડેલીવની સામયિક પ્રણાલીના જૂથ III ના રાસાયણિક તત્વ; અણુ ક્રમાંક 21, અણુ સમૂહ 44.9559; લાક્ષણિક પીળા રંગની હળવા વજનની ધાતુ જે જ્યારે ધાતુ હવાના સંપર્કમાં આવે ત્યારે દેખાય છે. ત્યાં એક જાણીતી કુદરતી છે સ્થિર આઇસોટોપ 45 Sc. કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સમાંથી, સૌથી મહત્વપૂર્ણ 46 Sc છે જેનું અર્ધ જીવન 84 દિવસ છે. સ્કેન્ડિયમની આગાહી ડી.આઈ. મેન્ડેલીવ દ્વારા 1870માં કરવામાં આવી હતી અને 1879માં એલ.એફ. નિલ્સન દ્વારા સ્કેન્ડિનેવિયા (લેટ. સ્કેન્ડિયા)માં મળી આવતા ખનીજ ગેડોલિનાઈટ અને યુક્સનાઈટમાંથી અલગ પાડવામાં આવ્યું હતું, તેથી તત્વનું નામ પડ્યું.

પ્રકૃતિમાં સ્કેન્ડિયમનું વિતરણ.પૃથ્વીના પોપડા (ક્લાર્ક)માં સ્કેન્ડિયમની સરેરાશ સામગ્રી દળ દ્વારા 2.2·10 -3% છે. IN ખડકોસ્કેન્ડિયમની સામગ્રી અલગ છે: અલ્ટ્રાબેસિકમાં 5·10 -4, મૂળભૂતમાં 2.4·10 -3, મધ્યમમાં 2.5·10 -4, ગ્રેનાઇટ અને સાયનાઇટ્સમાં 3·10 -4; જળકૃત ખડકોમાં (1-1.3)·10 -4. મેગ્મેટિક, હાઇડ્રોથર્મલ અને સુપરજીન (સપાટી) પ્રક્રિયાઓના પરિણામે સ્કેન્ડિયમ પૃથ્વીના પોપડામાં કેન્દ્રિત છે. સ્કેન્ડિયમના પોતાના બે ખનિજો જાણીતા છે - ટોર્ટવેઇટાઇટ અને સ્ટેરેટાઇટ; તેઓ અત્યંત દુર્લભ છે. સામાન્ય રીતે, સ્કેન્ડિયમ એ એક લાક્ષણિક છૂટાછવાયા તત્વ છે, નબળા સ્થળાંતર. સ્કેન્ડિયમની સામગ્રી દરિયાનું પાણી 4·10 -5 ગ્રામ/લિ.

સ્કેન્ડિયમના ભૌતિક ગુણધર્મો.સ્કેન્ડિયમ બે સ્ફટિક ફેરફારોમાં અસ્તિત્વમાં છે: α અને β; સામાન્ય તાપમાને ષટ્કોણ જાળી સાથેનું α-સુધારો સ્થિર છે (a = 3.3080 Å અને c = 5.2653 Å), 1350 °C ઉપર શરીર-કેન્દ્રિત ઘન જાળી સાથે β-સુધારો સ્થિર છે. 25 °C 3.020 g/cm 3 પર α-સ્વરૂપમાં સ્કેન્ડિયમની ઘનતા, અણુ ત્રિજ્યા 1.64 Å, આયનીય ત્રિજ્યા 0.75 Å, (ઓગળે છે 1539 °C, ઉકાળો t 2700 °C, 1600 °C.52 °C ઉપર અસ્થિર ચોક્કસ ગરમી 25.158 kJ/(kg K), ચોક્કસ વિદ્યુત પ્રતિકાર(54-70.7) 10 -6 ઓહ્મ સેમી; સ્કેન્ડિયમ એક નબળું પેરામેગ્નેટિક છે, તેની અણુ ચુંબકીય સંવેદનશીલતા 236·10 -6 (20 °C) છે. સ્કેન્ડિયમ - નરમ ધાતુ, સ્વચ્છ સ્થિતિમાં પ્રક્રિયા કરવી સરળ છે - ફોર્જિંગ, રોલિંગ, સ્ટેમ્પિંગ.

સ્કેન્ડિયમના રાસાયણિક ગુણધર્મો. Sc એ એક 3d ઇલેક્ટ્રોન સાથેનું પ્રથમ સંક્રમણ તત્વ છે; અણુના બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનનું રૂપરેખાંકન 3d 1 4s 2 છે. રાસાયણિક વર્તન અન્ય લોકો જેવું જ છે સંક્રમિત તત્વોઓક્સિડેશન અવસ્થામાં +3 (ઉદાહરણ તરીકે, Ti 3+, Fe 3+, Mn 3+), Al, Be સબગ્રુપના તત્વો તેમજ યટ્રીયમ પેટાજૂથના તત્વો, જેની સાથે તેને ક્યારેક દુર્લભ પૃથ્વી તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. તત્વો હવામાં તે 600Å જાડા સુધી રક્ષણાત્મક ઓક્સાઈડ ફિલ્મથી ઢંકાયેલું હોય છે, જે 250 °C થી શરૂ થાય છે. હાઇડ્રોજન (450 °C) સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે હાઇડ્રાઇડ ScH 2 રચાય છે, જેમાં નાઇટ્રોજન (600-800 °C) - ScN નાઇટ્રાઇડ, હેલોજન (400-600 °C) સાથે - ScCl 3 પ્રકારના સંયોજનો; સ્કેન્ડિયમ 1000 °C થી વધુ તાપમાને બોરોન અને સિલિકોન સાથે પણ પ્રતિક્રિયા આપે છે. ધાતુ સરળતાથી હાઇડ્રોક્લોરિક, નાઇટ્રિક અને સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં ઓગળી જાય છે (જેમ એસિડની સાંદ્રતા ઘટે છે, સ્કેન્ડિયમના વિસર્જન દરમાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે અને તે 0.001 N ઉકેલો સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી). હાઈડ્રોક્લોરિક, સલ્ફ્યુરિક, નાઈટ્રિક, હાઈડ્રોજન થિયોસાઈનેટ અને એસિટિક એસિડપાણીમાં સારી રીતે ઓગળી જાય છે, અને ફોસ્ફરસ, ઓક્સાલિક અને ક્ષાર હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડસહેજ દ્રાવ્ય; એસિટિલસેટોનેટ અને તેના ફ્લોરિન ડેરિવેટિવ્ઝમાં થોડી અસ્થિરતા છે. સ્કેન્ડિયમ NaOH (10%) ના પાતળા ઉકેલો અને કેન્દ્રિત HNO 3 અને HF (1: 1) ના મિશ્રણ દ્વારા વ્યવહારીક રીતે અપ્રભાવિત છે. પાણીમાં, સ્કેન્ડિયમ સંયોજનો મૂળભૂત ક્ષાર બનાવવા માટે નોંધપાત્ર રીતે હાઇડ્રોલાઈઝ થાય છે. Sc 3+ આયનો પોલિમરાઇઝેશન અને જટિલ આયનોની રચના માટે સંવેદનશીલ હોય છે વિવિધ પ્રકારો, જેની રચના આયનની પ્રકૃતિ અને માધ્યમના pH પર આધાર રાખે છે, ઉદાહરણ તરીકે Sc(CO 3) 2 -, Sc (SO 4) 3 3-. દ્રાવણમાં મૂળભૂત ક્ષાર સરળતાથી આકારહીન હાઇડ્રોક્સાઇડમાં પરિવર્તિત થાય છે.

સ્કેન્ડિયમ મેળવવું.સ્કેન્ડિયમ મુખ્યત્વે ટંગસ્ટન, ટીન, ટાઇટેનિયમની હાઇડ્રો- અને પાયરોમેટલર્જિકલ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઓક્સાઇડના સ્વરૂપમાં કાઢવામાં આવે છે. યુરેનિયમ ઓરઅને બોક્સાઈટ. ઓક્સાઇડ્સ એલિવેટેડ તાપમાને ક્લોરિનેટેડ અથવા ફ્લોરિનેટેડ હોય છે, અને પછી કોમ્પેક્ટ મેટાલિક સ્કેન્ડિયમ (ઉપજ ~99.5%) તેના ક્લોરાઇડ અથવા કેલ્શિયમ ધાતુ સાથે ફ્લોરાઇડના થર્મલ ઘટાડા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, ત્યારબાદ Sc નું નિસ્યંદન (સબલિમેશન) કરવામાં આવે છે. ઉચ્ચ શૂન્યાવકાશ 133.3·10 -6 n/m 2 (10 -6 mm Hg) 1600-1700 °C પર.

સ્કેન્ડિયમની અરજી.સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ હાઇ-સ્પીડ મેમરી તત્વો માટે ફેરાઇટ બનાવવા માટે થાય છે કમ્પ્યુટર્સ. કિરણોત્સર્ગી 46 Sc નો ઉપયોગ ન્યુટ્રોન સક્રિયકરણ વિશ્લેષણ અને દવામાં થાય છે. સ્કેન્ડિયમ એલોય, જે ઓછી ઘનતા અને ઉચ્ચ ગલનબિંદુ ધરાવે છે, તે રોકેટ અને એરક્રાફ્ટના નિર્માણમાં માળખાકીય સામગ્રી તરીકે આશાસ્પદ છે, અને સંખ્યાબંધ સ્કેન્ડિયમ સંયોજનો ફોસ્ફોર્સ, ઓક્સાઇડ કેથોડ્સના ઉત્પાદનમાં, કાચ અને સિરામિક ઉત્પાદનમાં ઉપયોગ કરી શકે છે. રાસાયણિક ઉદ્યોગ(ઉત્પ્રેરક તરીકે) અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં.

RF ની ફેડરલ એજ્યુકેશન એજન્સી

મોસ્કો સ્ટેટ ટેકનિકલ યુનિવર્સિટી "મામી"

ટેસ્ટ

"રસાયણશાસ્ત્ર" શિસ્તમાં

વિષય પર: "રાસાયણિક તત્વ - સ્કેન્ડિયમ"

વિદ્યાર્થી દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે

4 ઇએફ 2 તારાસોવ એસ.વી.

વૈજ્ઞાનિક નિરીક્ષક:

પાત્રુશેવા ઓ.એ.

મોસ્કો 2010

સ્કેન્ડિયાનો ઇતિહાસ અને તેના નામની ઉત્પત્તિ

સ્કેન્ડિયમના ભૌતિક ગુણધર્મો

સ્કેન્ડિયમના રાસાયણિક ગુણધર્મો

· વિશ્વ સંસાધનો સ્કેન્ડિયા

પ્રકૃતિમાં સ્કેન્ડિયમનું વિતરણ

સ્કેન્ડિયમની પ્રાપ્તિ અને ઉત્પાદન

સ્કેન્ડિયમની અરજી

ધાતુશાસ્ત્ર

સ્કેન્ડિયમ એલોય

સુપરહાર્ડ સામગ્રી

માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ

પ્રકાશ સ્ત્રોતો

સ્કેન્ડિયમ આઇસોટોપ્સ

· અણુ ઊર્જા

· દવા

લેસર સામગ્રી

· સૌર પેનલ્સનું ઉત્પાદન

MHD જનરેટર

· એક્સ-રે મિરર્સ

અગ્નિરોધક સામગ્રી

· ઘન ઝિર્કોનિયાનું ઉત્પાદન

ફોસ્ફોર્સ

· સાહિત્ય

વાર્તા સ્કેન્ડિયા અને તેના નામની ઉત્પત્તિ

સ્કેન્ડિયમ - તત્વ બાજુ પેટાજૂથત્રીજું જૂથ, રાસાયણિક તત્વોના સામયિક કોષ્ટકનો ચોથો સમયગાળો D. I. મેન્ડેલીવ, સાથે અણુ સંખ્યા 21 અને અણુ સમૂહ 44.9559, પ્રતીક Sc (lat. સ્કેન્ડિયમ). એલિમેન્ટ સ્કેન્ડિયમ (CAS નંબર: 7440-20-2) - હલકી ધાતુ ચાંદીનો રંગલાક્ષણિક પીળા રંગની સાથે જે મેટલ હવાના સંપર્કમાં આવે ત્યારે દેખાય છે.

એક કુદરતી રીતે બનતું સ્થિર આઇસોટોપ, 45 Sc, જાણીતું છે. કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સમાંથી, સૌથી મહત્વપૂર્ણ 46 Sc છે જેનું અર્ધ જીવન 84 દિવસ છે.

સ્કેન્ડિયમની આગાહી ડી.આઈ. મેન્ડેલીવ દ્વારા 1870માં કરવામાં આવી હતી અને 1879માં એલ.એફ. નિલ્સન દ્વારા સ્કેન્ડિનેવિયા (લેટ. સ્કેન્ડિયા)માં મળી આવતા ખનીજ ગેડોલિનાઈટ અને યુક્સનાઈટમાંથી અલગ પાડવામાં આવ્યું હતું, તેથી તત્વનું નામ પડ્યું.

સ્કેન્ડિયમ બે સ્ફટિક ફેરફારોમાં અસ્તિત્વમાં છે: α અને β; સામાન્ય તાપમાને ષટ્કોણ જાળી સાથેનું α-સુધારો સ્થિર છે (a = 3.3080 Å અને c = 5.2653 Å), 1350 °C ઉપર શરીર-કેન્દ્રિત ઘન જાળી સાથે β-સુધારો સ્થિર છે. 25 °C પર α-સ્વરૂપમાં સ્કેન્ડિયમની ઘનતા 3.020 g/cm 3 છે, અણુ ત્રિજ્યા 1.64 Å, આયનીય ત્રિજ્યા 0.75 Å, (ઓગળવું 1539 °C, 2700 °C ઉકળવું, 1600 °C ઉપર અસ્થિર. 25 °C પર ચોક્કસ ગરમીની ક્ષમતા 25.158 kJ/(kg K), વિદ્યુત પ્રતિકારકતા (54· -70) 6 ohm·cm;

સ્કેન્ડિયમ એક નબળું પેરામેગ્નેટિક છે, તેની અણુ ચુંબકીય સંવેદનશીલતા 236·10 -6 (20 °C) છે. સ્કેન્ડિયમ એ નરમ ધાતુ છે, તેની શુદ્ધ સ્થિતિમાં તેને સરળતાથી પ્રક્રિયા કરી શકાય છે - બનાવટી, રોલ્ડ, સ્ટેમ્પ્ડ.

Sc એ એક 3d ઇલેક્ટ્રોન સાથેનું પ્રથમ સંક્રમણ તત્વ છે; અણુના બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનનું રૂપરેખાંકન 3d 1 4s 2 છે. દ્વારા રાસાયણિક વર્તન+3 ઓક્સિડેશન સ્થિતિમાં અન્ય સંક્રમણ તત્વોની જેમ (ઉદાહરણ તરીકે, Ti 3+, Fe 3+, Mn 3+), Al, Be સબગ્રુપના તત્વો, તેમજ yttrium સબગ્રુપના તત્વો, જેની સાથે તે છે. કેટલીકવાર દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

હવામાં તે 600Å જાડા સુધી રક્ષણાત્મક ઓક્સાઈડ ફિલ્મથી ઢંકાયેલું હોય છે, જે 250 °C થી શરૂ થાય છે. હાઇડ્રોજન (450 °C) સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, નાઇટ્રોજન (600-800 °C) - ScN નાઇટ્રાઇડ, હેલોજન (400-600 °C) સાથે - SсCl 3 પ્રકારના સંયોજનો સાથે, ScH 2 હાઇડ્રાઇડ રચાય છે.

સ્કેન્ડિયમ 1000 °C થી વધુ તાપમાને બોરોન અને સિલિકોન સાથે પણ પ્રતિક્રિયા આપે છે.

પાણીમાં, સ્કેન્ડિયમ સંયોજનો મૂળભૂત ક્ષાર બનાવવા માટે નોંધપાત્ર રીતે હાઇડ્રોલાઈઝ થાય છે. Sc 3+ આયનો પોલિમરાઇઝેશન માટે સંવેદનશીલ હોય છે, વિવિધ પ્રકારના જટિલ આયનોની રચના, જેની રચના આયનની પ્રકૃતિ અને માધ્યમના pH પર આધાર રાખે છે, ઉદાહરણ તરીકે Sc(CO 3) 2 -, Sc (SO 4) ) 3 3-. દ્રાવણમાં મૂળભૂત ક્ષાર સરળતાથી આકારહીન હાઇડ્રોક્સાઇડમાં પરિવર્તિત થાય છે.

ધાતુ સરળતાથી હાઇડ્રોક્લોરિક, નાઇટ્રિક અને સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં ઓગળી જાય છે (જેમ એસિડની સાંદ્રતા ઘટે છે, સ્કેન્ડિયમના વિસર્જન દરમાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે અને તે 0.001 N ઉકેલો સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી). હાઇડ્રોક્લોરિક, સલ્ફ્યુરિક, નાઇટ્રિક, હાઇડ્રોથિયોસાઇનેટ અને એસિટિક એસિડના ક્ષાર પાણીમાં ખૂબ જ દ્રાવ્ય હોય છે, જ્યારે ફોસ્ફોરિક, ઓક્સાલિક અને હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડના ક્ષાર સહેજ દ્રાવ્ય હોય છે; એસિટિલસેટોનેટ અને તેના ફ્લોરિન ડેરિવેટિવ્ઝમાં થોડી અસ્થિરતા છે. સ્કેન્ડિયમ NaOH (10%) ના પાતળા ઉકેલો અને કેન્દ્રિત HNO 3 અને HF (1: 1) ના મિશ્રણ દ્વારા વ્યવહારીક રીતે અપ્રભાવિત છે.

રશિયા અને ભૂતપૂર્વ સોવિયેત યુનિયનમાં પ્રચંડ સ્કેન્ડિયમ સંસાધનો કેન્દ્રિત છે (ઉત્પાદન ડેટા ખૂબ જ વેરવિખેર છે, પરંતુ ઉત્પાદન વોલ્યુમ, સ્વતંત્ર નિષ્ણાતોના મતે, સત્તાવાર વિશ્વ ઉત્પાદનની બરાબર અથવા તેનાથી વધુ છે). સામાન્ય રીતે, સ્વતંત્ર નિષ્ણાતોના જણાવ્યા મુજબ, હાલમાં, સ્કેન્ડિયમ (સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડ) ના મુખ્ય ઉત્પાદકો રશિયા, ચીન, યુક્રેન અને કઝાકિસ્તાન છે. IN અમુક હદ સુધીઆગામી વર્ષોમાં, ઓસ્ટ્રેલિયા, કેનેડા અને બ્રાઝિલમાંથી નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં સ્કેન્ડિયમ કાચા માલની અપેક્ષા છે.

એ પણ નોંધવું જોઈએ કે સ્કેન્ડિયમ ધરાવતા મંગોલિયામાં દુર્લભ પૃથ્વીના કાચી સામગ્રીના અનામતો પણ સ્કેન્ડિયમ ઉદ્યોગ અને સ્કેન્ડિયમ ધાતુશાસ્ત્રના વિકાસ માટે સ્કેન્ડિયમનો આશાસ્પદ સ્ત્રોત છે.

પ્રકૃતિમાં સ્કેન્ડિયમનું વિતરણ

સ્કેન્ડિયમના પોતાના બે ખનિજો જાણીતા છે: ટોર્ટવેટાઇટ (Sc, Y)2 Si 2 O 7 (Sc2O3 53.5% સુધી) અને sterrettite Sc 2H 2 O (Sc 2 O 3 39.2% સુધી), પરંતુ તે અત્યંત દુર્લભ છે.

સ્કેન્ડિયમ એ એક લાક્ષણિક ટ્રેસ તત્વ અને નબળા સ્થળાંતર છે અને તે ઘણા ખનિજોમાં જોવા મળે છે.

કેમિકલ પર અને ભૌતિક ગુણધર્મોયટ્રીયમ, લેન્થેનમ અને લેન્થેનાઇડ્સ સ્કેન્ડિયમની નજીક છે. તમામ કુદરતી સંયોજનોમાં, સ્કેન્ડિયમ, તેના એનાલોગ્સ એલ્યુમિનિયમ, યટ્રીયમ, લેન્થેનમની જેમ, ત્રણની હકારાત્મક સંયોજકતા દર્શાવે છે, તેથી તે રેડોક્સ પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લેતું નથી.

અગ્નિકૃત ખડકો અને તેમના નસના ડેરિવેટિવ્ઝની રચના દરમિયાન, સ્કેન્ડિયમનો મોટો ભાગ મુખ્યત્વે અગ્નિકૃત ખડકોના ઘેરા રંગના ખનિજોમાં વિખેરાઈ જાય છે અને પોસ્ટ-મેગ્મેટિક રચનાઓના વ્યક્તિગત ખનિજોમાં થોડી અંશે કેન્દ્રિત છે.

સ્કેન્ડિયમના મુખ્ય ખનિજ વાહકો: ફ્લોરાઇટ (1% Sc2O3 સુધી), કેસિટેરાઇટ (0.005-0.2%), વુલ્ફ્રામાઇટ (0-0.4%), ઇલમેનોરૂટાઇલ (0.0015-0.3%), થોરીનાઇટ (0. 46% Sc2O3), સમર્સ્કી (0.45%), viikite (1.17%), xenotime (0.0015-1.5%), બેરીલ (0.2%), bazzite (સ્કેન્ડિયમ બેરીલ, 3-14, 44%). કુલ મળીને, સો કરતાં વધુ સ્કેન્ડિયમ ધરાવતા ખનિજો જાણીતા છે

ખડકોમાં સ્કેન્ડિયમની સામગ્રી અલગ હોવાથી, અને હકીકત એ છે કે સ્કેન્ડિયમના ગુણધર્મો Mg, Al, Ca, Mn 2 +, Fe 2 +, TR, Hf, Th, U, Zr ની નજીક છે, તો પછી તેનું મુખ્ય આ તત્વો ધરાવતા ખનિજોમાં વિખેરાયેલા સમૂહ.

સ્કેન્ડિયમની સૌથી વધુ (30 g/t Sc 2 O 3) સાંદ્રતા અલ્ટ્રાબેસિક અને મૂળભૂત ખડકો સુધી મર્યાદિત છે, જેમાં અગ્રણી ભૂમિકા આયર્ન-મેગ્નેશિયન ખનિજો (પાયરોક્સીન, એમ્ફિબોલ અને બાયોટાઇટ) દ્વારા ભજવવામાં આવે છે, જેમાં Fe 2 ની હેટરોવેલેન્ટ અવેજી. + અને સ્કેન્ડિયમ વ્યાપક મેગ્નેશિયમ છે, અને ઝિર્કોનિયમ રિપ્લેસમેન્ટ અંતના તબક્કામાં થાય છે મેગ્મેટિક પ્રક્રિયાઅને પેગ્મેટાઈટ્સમાં.

સરેરાશ રચનાના ખડકોમાં, Sc 2 O 3 ની સરેરાશ સામગ્રી 10 g/t છે, તેજાબી ખડકોમાં તે 2 g/t છે, અહીં સ્કેન્ડિયમ પણ ઘેરા રંગના ખનિજો (હોર્નબ્લેન્ડ, બાયોટાઇટ) માં વિખરાયેલું છે અને મસ્કોવાઇટમાં જોવા મળે છે. , ઝિર્કોન અને સ્ફેન.

TR જૂથના તત્વો માટે સ્કેન્ડિયમનું એકાંતિક અવેજી પણ થાય છે, ખાસ કરીને અનિવાર્યપણે યટ્રીયમ ખનિજોમાં (ઝેનોટાઇમ, થોર્થવેઇટમાં Sc–Y એસોસિએશન અને બેરીલમાં અલ અવેજી).

સ્કેન્ડિયમ એ વિખરાયેલ લિથોફાઈલ તત્વ (રોક તત્વ) છે, તેથી, આ તત્વની નિષ્કર્ષણ તકનીક માટે, તેને પ્રોસેસ્ડ અયસ્કમાંથી સંપૂર્ણપણે બહાર કાઢવું મહત્વપૂર્ણ છે, અને જેમ જેમ સ્કેન્ડિયમ-બેરિંગ અયસ્કની ધાતુશાસ્ત્ર વિકસિત થશે, તેમ તેમ તેનું વાર્ષિક ઉત્પાદન વોલ્યુમ વધશે.

સ્કેન્ડિયમ મુખ્યત્વે ટંગસ્ટન, ટીન, ટાઇટેનિયમ, યુરેનિયમ અયસ્ક અને બોક્સાઇટની હાઇડ્રો- અને પાયરોમેટલર્જિકલ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઓક્સાઇડના સ્વરૂપમાં કાઢવામાં આવે છે. ઓક્સાઈડ્સ એલિવેટેડ તાપમાને ક્લોરિનેટેડ અથવા ફ્લોરિનેટેડ હોય છે, અને પછી કોમ્પેક્ટ મેટાલિક સ્કેન્ડિયમ (ઉપજ ~99.5%) તેના ક્લોરાઇડ અથવા કેલ્શિયમ ધાતુ સાથે ફ્લોરાઈડના થર્મલ ઘટાડા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, ત્યારબાદ 331 ના ઉચ્ચ શૂન્યાવકાશમાં Sc નું નિસ્યંદન (ઉત્તેજીકરણ) થાય છે. 10 -6 n/m 2 (10 -6 mm Hg) 1600-1700 °C પર.

સ્કેન્ડિયમને સુરક્ષિત રીતે 21મી સદીની ધાતુ કહી શકાય અને પ્રવાહી બળતણમાં સખત કોલસાની વિશાળ માત્રા (ખાસ કરીને રશિયન હાર્ડ કોલસાની પ્રક્રિયા) ની પ્રક્રિયાને કારણે તેના ઉત્પાદનમાં તીવ્ર વધારો, વધતી કિંમતો અને માંગની આગાહી કરી શકાય છે.

સ્કેન્ડિયમની અરજી

સ્કેન્ડિયમ એક મોનોસોટોપિક તત્વ છે અને તે 100% સ્કેન્ડિયમ-45 અણુઓથી બનેલું છે.

ધાતુશાસ્ત્ર

માઇક્રોએલોયિંગ અશુદ્ધિ તરીકે સ્કેન્ડિયમનો ઉપયોગ અસંખ્ય વ્યવહારિક રીતે મહત્વપૂર્ણ એલોય પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, એલ્યુમિનિયમ-મેગ્નેશિયમ એલોય્સમાં 0.4% સ્કેન્ડિયમ ઉમેરવાથી તાણ શક્તિ 35% વધે છે, અને ઉપજ શક્તિ 65-84% વધે છે, અને તે જ સમયે સંબંધિત વિસ્તરણ 20-27% ના સ્તરે રહે છે. ક્રોમિયમમાં 0.3-0.67% નો ઉમેરો 1290 °C ના તાપમાન સુધી ઓક્સિડેશન સામે તેના પ્રતિકારને વધારે છે, અને "નિક્રોમ" જેવા ગરમી-પ્રતિરોધક એલોય પર સમાન, પરંતુ તેનાથી પણ વધુ સ્પષ્ટ અસર ધરાવે છે અને આ વિસ્તારમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે. સ્કેન્ડિયમ વધુ અસરકારક યટ્રીયમ છે. ઉચ્ચ-તાપમાન સિરામિક્સના ઉત્પાદન માટે સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડના અન્ય ઓક્સાઇડ કરતાં ઘણા ફાયદા છે, કારણ કે જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડની મજબૂતાઈ વધે છે અને મહત્તમ 1030 °C પર પહોંચે છે, જ્યારે તે જ સમયે સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડ ન્યૂનતમ થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે અને થર્મલ આંચકો માટે સૌથી વધુ પ્રતિકાર. યટ્રીયમ સ્કેન્ડેટ એ ઊંચા તાપમાને કાર્યરત માળખાં માટે શ્રેષ્ઠ સામગ્રી પૈકી એક છે. ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક્સ માટે જર્મનેટ ચશ્માના ઉત્પાદન માટે ચોક્કસ માત્રામાં સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડનો સતત વપરાશ થાય છે.

સ્કેન્ડિયમ એ પીળાશ પડતા રંગની હળવા ચાંદીની ધાતુ છે. જો કે તે એકદમ દુર્લભ તત્વ છે, તે ઘણા ખનિજોમાં જોવા મળે છે. હકીકત એ છે કે તેના ગુણધર્મોમાં, સ્કેન્ડિયમ મેગ્નેશિયમ, કેલ્શિયમ, એલ્યુમિનિયમ, આયર્ન અને દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોની નજીક છે, તેથી તે ઘણીવાર તેમને ખનિજોમાં બદલે છે. લગભગ સો ખનિજો જાણીતા છે જેમાં સ્કેન્ડિયમ મળી શકે છે. વાસ્તવમાં, માત્ર બે સ્કેન્ડિયમ ખનિજો છે: ટોર્ટવેટાઇટ (Sc, Y)₂Si₂O₇ અને sterrettite Sc(PO₄) 2H₂O.

સ્કેન્ડિયમની શોધ કેવી રીતે થઈ?

D.I દ્વારા સ્કેન્ડિયમના અસ્તિત્વની આગાહી કરવામાં આવી હતી. મેન્ડેલીવ 1869 માં, જ્યારે કેલ્શિયમ (20મું તત્વ) અને ટાઇટેનિયમ (22મું તત્વ) વચ્ચે અંતર શોધાયું. મેન્ડેલીવે નવા તત્વ માટે "એકાબોર" નામનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો. 1879 માં, સ્વીડિશ રસાયણશાસ્ત્રી લાર્સ ફ્રેડરિક નિલ્સને સ્પેક્ટ્રોમેટ્રીનો ઉપયોગ કરીને ખનિજ યુક્સનાઈટમાં એક નવું તત્વ શોધવામાં આવ્યું, જેમાં વિવિધ દુર્લભ તત્વો. વૈજ્ઞાનિકે સ્કેન્ડિનેવિયાના માનમાં નવા તત્વનું નામ આપ્યું. જો કે, નિલ્સન મેળવવામાં સફળ રહ્યો નાની માત્રાસ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડ, પરંતુ સ્કેન્ડિયમ ઇન્ગોટ આખરે માત્ર 1937 માં મેળવવામાં આવ્યું હતું. IN પૃથ્વીનો પોપડોસ્કેન્ડિયમમાં બહુ ઓછું હોય છે, તેથી તેનું નિષ્કર્ષણ એક જટિલ અને શ્રમ-સઘન પ્રક્રિયા છે.

સ્કેન્ડિયમ ક્યાં વપરાય છે?

સ્કેન્ડિયમના ઉપયોગનું મુખ્ય ક્ષેત્ર એલોય અને સિરામિક્સનું નિર્માણ છે. સ્કેન્ડિયમના નાના ઉમેરાઓ (ટકા અપૂર્ણાંક) મેગ્નેશિયમ-એલ્યુમિનિયમ એલોયની તાણ શક્તિમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે અને ક્રોમિયમ અને નિક્રોમના ઓક્સિડેશન પ્રતિકારમાં વધારો કરે છે. સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડના ઉમેરા સાથે સિરામિક્સ પ્રતિરોધક છે ઉચ્ચ તાપમાનઅને થર્મલ આંચકો. સ્કેન્ડિયમ એલોય સ્ટીલ્સ સુપર મજબૂત અને માટે યોગ્ય છે લાંબું કામઊંચા તાપમાને. એલ્યુમિનિયમ-સ્કેન્ડિયમ એલોયને એરોસ્પેસ ઉદ્યોગમાં તેમની એપ્લિકેશન મળી છે, ખાસ કરીને, રશિયન મિગ -21 અને મિગ -29 લશ્કરી એરક્રાફ્ટના ભાગો તેમાંથી બનાવવામાં આવે છે. સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ સુપર કોમ્પ્યુટર બનાવવા માટે થાય છે ઊંચી ઝડપડેટા વિનિમય. સ્કેન્ડિયમ સંયોજનોનો ઉપયોગ લેસરો, સૌર કોષો અને MHD જનરેટરના ઉત્પાદનમાં થઈ શકે છે. એક્સ-રે મિરર્સ બનાવવા માટે સ્કેન્ડિયમ અને ટંગસ્ટન, ક્રોમિયમ અને મોલિબડેનમના સંયોજનોનો ઉપયોગ થાય છે.

સ્કેન્ડિયમ અણુ ક્વોન્ટમ ખનિજ

સ્કેન્ડિયમના અસ્તિત્વની આગાહી સૌપ્રથમ D.I દ્વારા કરવામાં આવી હતી. મેન્ડેલીવ. સામયિક કાયદાના આધારે, તે નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે ગેલિયમ ઉપરાંત, બોરોન અને એલ્યુમિનિયમનું બીજું એનાલોગ હોવું જોઈએ - ઇકાબોરોન.

1871 માં, "રાસાયણિક તત્વોનો સામયિક કાયદો" લેખમાં D.I. મેન્ડેલીવે લખ્યું: “આ તત્વને અસ્થાયી રૂપે એકબોર કહેવાનો પ્રસ્તાવ છે, આ નામ એ હકીકત પરથી લેવામાં આવ્યું છે કે તે બોરોનને સમ જૂથોના પ્રથમ તત્વ તરીકે અનુસરે છે, અને ઉચ્ચારણ eka સંસ્કૃત શબ્દ પરથી ઉતરી આવ્યું છે જેનો અર્થ થાય છે... એકબોર વ્યક્તિગત રીતે જોઈએ. ધાતુનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે... જ્યારે આ ધાતુની ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ 3.0 ની નજીક હોવી જોઈએ... આ ધાતુ અસ્થિર નહીં હોય, કારણ કે તમામ જૂથોમાં સમાન પંક્તિઓમાં તમામ ધાતુઓ (i સિવાય) અસ્થિર નથી; તેથી, સામાન્ય સ્પેક્ટ્રલ વિશ્લેષણ દ્વારા તે ભાગ્યે જ શોધી શકાય છે. કોઈ પણ સંજોગોમાં, તે સામાન્ય તાપમાને પાણીનું વિઘટન કરશે નહીં, પરંતુ તાપમાનમાં ચોક્કસ વધારો થવા પર તે વિઘટિત થશે, જેમ કે આ પ્રદેશમાં મૂકવામાં આવેલી ઘણી ધાતુઓ કરે છે, મૂળભૂત ઓક્સાઇડ બનાવે છે. તે, અલબત્ત, એસિડમાં ઓગળી જશે."

આઠ વર્ષ વીતી ગયા, અને સ્વીડિશ રસાયણશાસ્ત્રી નિલ્સનને અત્યંત દુર્લભ ખનિજોમાંથી એક નવું તત્વ શોધ્યું, જેને તેણે સ્કેન્ડિનેવિયન દ્વીપકલ્પના માનમાં સ્કેન્ડિયમ નામ આપ્યું. નવા તત્વનો અભ્યાસ કર્યા પછી, નિલ્સને સ્કેન્ડિયમના ગુણધર્મો વર્ણવ્યા. નિલ્સનના આશ્ચર્યની કલ્પના કરો જ્યારે, મેન્ડેલીવના ઇકાબોરોન સાથે સ્કેન્ડિયમની લાક્ષણિકતાઓની તુલના કરીને, તેણે આ લાક્ષણિકતાઓની લગભગ સંપૂર્ણ સમાનતા સ્થાપિત કરી. "એમાં કોઈ શંકા નથી કે એકબોરની શોધ સ્કેન્ડિયમમાં થઈ હતી ..." નિલ્સને લખ્યું અને આગળ, આ ઘટનાથી આઘાત પામ્યા, ભારપૂર્વક કહ્યું: "આ રીતે રશિયન રસાયણશાસ્ત્રીના વિચારોની પુષ્ટિ સૌથી વધુ દ્રશ્ય રીતે કરવામાં આવે છે, જેના કારણે તે શક્ય બન્યું ન હતું. ફક્ત નામના સરળ શરીરના અસ્તિત્વની આગાહી કરવા માટે, પણ તે સૌથી મહત્વપૂર્ણ ગુણધર્મોને અગાઉથી સૂચવવા માટે."

અણુ વજન 45

ઇકાબોરોન ઓક્સાઇડમાં બે ઇકાબોરોન અણુ અને ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુ હોય છે.

ઓક્સાઇડનું ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ 3.5 છે.

ડબલ સલ્ફેટ ક્ષાર સ્ફટિકના આકારમાં ફટકડી જેવા નહીં હોય.

અણુ વજન 45.1.

સ્કેન્ડિયમ ઓક્સાઇડમાં બે સ્કેન્ડિયમ અણુ અને ત્રણ ઓક્સિજન અણુઓ હોય છે.

ઓક્સાઇડનું ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ 3.8 છે.

આપેલ લાક્ષણિકતાઓ પરથી જોઈ શકાય છે તેમ, તેમની વચ્ચે કોઈ નોંધપાત્ર તફાવત નથી. D.I દ્વારા તેમના અસ્તિત્વ અને ગુણધર્મોની આગાહી પછી શોધાયેલ સંખ્યાબંધ રાસાયણિક તત્વોમાં સ્કેન્ડિયમ એ બીજું હતું. સામયિક કાયદા પર આધારિત મેન્ડેલીવ. સ્કેન્ડિયમ એ કુદરતી વિજ્ઞાનના આ સૌથી મહત્વપૂર્ણ કાયદાની માન્યતાની સ્પષ્ટ પુષ્ટિ છે.