Ile elektronów walencyjnych ma Scandium?

Skand to 21 pierwiastek w układzie okresowym. Scandium to pierwiastek z grupy 3 i jego symbol „Sc”. Skand bierze udział w tworzeniu wiązań przez swoje elektrony walencyjne. Związki skandu mają właściwości pośrednie między glinem, itrem. Istnieje diagonalna zależność pomiędzy zachowaniem magnezu i skandu. Jest to podobne do tego, co istnieje między berylem a aluminium.

Przeważający stopień utlenienia w związkach chemicznych pierwiastków z grupy 3 wynosi +3. Metal rozpuszcza się powoli w rozcieńczonych kwasach – z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego, w którym ochronna powłoka trifluorkowa zapobiega dalszym reakcjom. Scandium jest paramagnesem w temperaturze 0 K (-273 stopni Celsjusza) lub -460 stopni F do temperatury topnienia (1,541 stopni Celsjusza lub 2806 stopni F). Przy ciśnieniu większym niż 186 kilobarów staje się nadprzewodnikiem.

Historia

Rosyjski chemik Dmitri Mendelejew, wynalazca tablic okresowych, przewidział istnienie skandu i jego właściwości w 1869 roku według Encyklopedii Nowego Świata. Lars Fredrick Nilson był szwedzkim chemikiem, który odkrył pierwiastek, badając widma minerałów gadolinitu i euxenitu. Według Petera van der Krogta, holenderskiego historyka, pierwiastek ten został nazwany od łacińskiego określenia Skandynawii „Scandia”, ponieważ w tym czasie skandium występowało tylko na Półwyspie Skandynawskim. Per Teodor Cleve (szwedzki chemik) stwierdził, że pierwiastek znaleziony przez Nilsona jest dokładnie taki sam jak pierwiastek proponowany przez Mendelejewa.

Nilson i jego koledzy przetworzyli 10 kg euksenitu w swojej pierwszej próbie wyizolowania skandu. Byli w stanie wyprodukować około dwóch gramów dwutlenku skandu. Według New World Encyclopedia metaliczny skand został wyprodukowany po raz pierwszy dopiero w 1937 roku przez Wernera Fischera i Karla Büngera, niemieckich chemików. W 1960 r. 99.

Zastosowania

Badania to główny cel Scandium. Jest to jednak świetny materiał ze względu na niską gęstość i wysoką temperaturę topnienia. Stop aluminium-skandium był używany w rosyjskich samolotach myśliwskich MIG, wysokiej klasy ramach rowerowych i kijach baseballowych.

Radioaktywne izotopy scand-46 są wykorzystywane w rafinacji ropy naftowej do śledzenia ruchu różnych frakcji. Może być również używany pod ziemią do wykrywania nieszczelności. Aby wytworzyć źródło światła podobne do światła słonecznego, lampy rtęciowe są nasycane jodkiem skandu. Lampy te umożliwiają kamerom telewizyjnym dokładne odwzorowanie kolorów w pomieszczeniach iw nocy.

Pozycja Scandium w układzie okresowym

Wygląd zewnętrzny

Srebrzysty metal, który dobrze reaguje z wodą, matowieje w powietrzu i łatwo się pali.

Scandium ma właściwości zdrowotne

Scandium nie ma funkcji biologicznej. Przeciętna osoba otrzymuje dziennie mniej niż 0,1 mikrograma Scandium. Dzieje się tak, ponieważ tylko śladowe ilości trafiają do łańcucha pokarmowego. Chociaż jest nietoksyczny, niektóre z jego związków mogą powodować raka.

Ponieważ wilgoć i gazy mogą być wdychane razem z powietrzem, Scandium jest najbardziej niebezpieczne w miejscu pracy. Długotrwałe narażenie może prowadzić do zatorowości płucnej. Kiedy gromadzi się w organizmie, Scandium może stanowić zagrożenie dla wątroby.

Naturalna obfitość

Jest szeroko rozpowszechniony i można go znaleźć w niewielkich ilościach w ponad 800 gatunkach minerałów. Jest głównym składnikiem rzadkiego i kolekcjonerskiego minerału tortweitytu. Minerał ten można znaleźć w Skandynawii.

Skand można wyekstrahować z odpadów uranu (materiał piaszczysty) lub odzyskać z tortweitytu. Możesz wytworzyć metaliczny skand, poddając reakcji fluorek z wapniem. Można również elektrolizować stopiony potas, chlorki skandu i lit za pomocą elektrod z drutu wolframowego i stopionego cynku.

Wpływ Skandu na środowisko

W wielu miejscach Scandium można znaleźć w środowisku, w szczególności przez firmy produkujące benzynę. Scandium można również wprowadzić do środowiska poprzez wyrzucenie sprzętu gospodarstwa domowego. Gleby glebowe i wodne będą powoli gromadzić zanieczyszczenia, co ostatecznie spowoduje wzrost ich stężenia u ludzi, zwierząt i cząstek gleby.

Skand może powodować uszkodzenia błony komórkowej zwierząt wodnych, co może mieć negatywny wpływ na reprodukcję i funkcjonowanie układu nerwowego.

Rola biologiczna

Nie ma funkcji biologicznej. Podejrzewa się, że jest rakotwórczy.

Jakie są walencyjne elementy Scandium (Sc)?

Pierwszym  pierwiastkiem w grupie 3 jest skand ^. Elementy z grup 3-12 nazywane są elementami przejściowymi. Całkowita liczba elektronów na ostatniej orbicie nazywana jest elektronem walencyjnym. Elektrony walencyjne pierwiastków przejściowych są jednak utrzymywane w powłoce zewnętrznej (orbicie). Konfiguracja elektronów w skandzie (Sc) wskazuje, że ostatnie elektrony weszły na orbitę d. O właściwościach pierwiastka decydują elektrony walencyjne, które również uczestniczą w wiązaniach formacyjnych.

Ile protonów, elektronów i neutronów zawiera atom skaningowy?

Jądro znajduje się w środku atomu. Jądro zawiera protony i neutrony. Scandium (Sc) ma liczbę atomową 21. Liczba protonów nazywana jest liczbą atomową. To jest liczba protonów skandu 21. Jądro zawiera powłokę elektronową równą protonom. Atom skandu może mieć łącznie dwadzieścia jeden elektronów.

Różnica między liczbą atomów a liczbą mas atomowych określa liczbę neutronów w elemencie. Oznacza to, że liczba neutronów (n) = masa atomowa (A) + liczba atomowa (Z).

Wiemy, że liczba atomowa 21 skandu jest najwyższa, a jego liczba masowa atomowa wynosi 45,9591u. Neutron (n) = 45 – 21 = 24. Liczba neutronów znalezionych w skandzie (Sc) wynosi zatem 24.

Walencja to zdolność atomu pierwiastka chemicznego do tworzenia pewnej liczby wiązań chemicznych z innymi atomami. Przyjmuje wartości od 1 do 8 i nie może być równe 0. Jest to określone przez liczbę elektronów atomu zużytych na tworzenie wiązań chemicznych z innym atomem. Walencja to prawdziwa wartość. Liczbowe wartości walencji są oznaczone cyframi rzymskimi (I,II, III, IV, V, VI, VII, VIII).

Jak znaleźć liczbę atomów walencyjnych w atomie skandu (Sc)?

Oto kroki w celu określenia elektronów walencyjnych. Jednym z nich jest konfiguracja elektronowa. Bez konfiguracji elektronowej niemożliwe jest określenie wartościowości elektronu. Znając konfigurację elektronów, łatwo jest określić wartość elektronów dla wszystkich pierwiastków. Model atomowy Bohra nie może określić elektronów walencyjnych dla pierwiastka przejściowego. Powłoka wewnętrzna zawiera elektrony walencyjne pierwiastków przejściowych. Zasada Aufbau pozwala określić elektron walencyjny dla pierwiastka przejściowego. Dowiemy się teraz, jak określić elektron walencyjny skandu (Sc).

Obliczanie całkowitej liczby elektronów w skandzie (Sc)

Po pierwsze, musimy znać liczbę elektronów w atomie skandu. Musisz wiedzieć, ile protonów znajduje się w skandzie, aby określić liczbę elektronów. Aby poznać liczbę protonów, musisz znać liczbę atomową pierwiastka skandu. Do określenia liczby atomowej wymagany jest układ okresowy pierwiastków. Układ okresowy zawiera liczby atomowe pierwiastków skandu. Liczba protonów nazywana jest liczbą atomową. Jądro zawiera również elektrony, które są równe protonom.

Oznacza to, że możemy teraz powiedzieć, że liczba elektronów w atomie skandu jest równa jego liczbie atomowej. Układ okresowy pokazuje, że liczba atomowa skandu (Sc) wynosi 21. Oznacza to, że całkowita liczba elektronów dla atomów skandu wynosi 21.

Terminy „ stopień utlenienia ” i „ wartościowość ” mogą nie być takie same, ale liczbowo są prawie identyczne. Warunkowy ładunek atomu atomu nazywany jest stanem utlenienia. Może być pozytywny lub negatywny. Walencja odnosi się do zdolności atomu do tworzenia wiązań. Nie może mieć wartości ujemnej.

Będziesz musiał przeprowadzić konfigurację elektronową skandu (Sc)

Ważnym krokiem 2 jest. Ten krok jest kluczowy. Konfiguracja elektronowa skandu przedstawia się następująco: pierwsza powłoka zawiera dwa elektrony, podczas gdy druga powłoka ma osiem elektronów. Trzecia powłoka ma dziewięć elektronów, a czwarta powłoka ma dwa. Konfiguracja elektronowa skandu przechodzącego przez suborbitę to 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d ¹  4s ² .

Oblicz całkowitą liczbę elektronów i wyznacz powłokę walencyjną

Trzecim krokiem jest wyznaczenie orbity powłoki walencyjnej. Powłoka walencyjna jest ostatnią powłoką po konfiguracji elektronowej. Całkowita liczba elektronów znalezionych w powłoce walencyjnej nazywana jest elektronami walencyjnymi. Orbita wewnętrzna zawiera elektrony walencyjne pierwiastków przejściowych. Elektrony walencyjne dla pierwiastka przejściowego muszą być obliczone przez dodanie sumy elektronów z orbitalu d i elektronów na ostatniej orbicie atomu. Konfiguracja elektronowa dla skandu pokazuje, że ostatnia powłoka skandu ma dwa (4s ² ) elektrony, podczas gdy orbital d zawiera całkowity elektron (3d ¹ ). Elektrony walencyjne dla skandu (Sc) są zatem trzy.

1.  Wartościowość jest liczbową charakterystyką zdolności atomów danego pierwiastka do wiązania się z innymi atomami.
2. Wartościowość wodoru jest stała i równa jedności.
3. Wartościowość tlenu jest również stała i równa dwóm.
4. Wartościowość większości pozostałych elementów nie jest stała. Można to określić za pomocą wzorów ich związków binarnych z wodorem lub tlenem.

Jaką liczbę elektronów walencyjnych ma jon skandu (Sc ³⁺ )?

Podczas tworzenia wiązania pierwiastki z 1, 2 lub trzema elektronami w swojej ostatniej powłoce oddają elektrony z poprzedniej powłoki. Kationy to pierwiastki, które oddają elektrony, tworząc wiązania. Skand przekazuje elektron z ostatniej powłoki w celu utworzenia wiązań, a następnie staje się skandem (Sc ³⁺ ). Dlatego skand nazywany jest pierwiastkiem kationowym.

Jon skandu ma konfigurację elektronową 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d ¹  4s ¹  4p _x ¹  . Ta konfiguracja elektronowa pokazuje, że jon skandu (Sc ³⁺ ) ma trzy powłoki, podczas gdy ostatnia powłoka zawiera osiem elektronów. Ta konfiguracja elektronowa wskazuje, że skand (Sc ³⁺ ) uzyskał strukturę elektronową argonu. Wartościowość jonu skandu w tym przypadku wynosi +3. Elektrony walencyjne dla skandu (Sc ³⁺ ) to osiem, ponieważ ostatnia powłoka jonu skandu ma osiem elektronów.

Jaka jest wartościowość skandu?

Wartościowość (lub wartościowość) to zdolność atomu pierwiastka w cząsteczce do przyłączenia się do innego atomu podczas tworzenia. Istnieje kilka zasad, których można użyć do określenia wartościowości. Wartościowość pierwiastka to liczba elektronów znajdujących się w niesparowanym stanie w powłoce zgodnie z konfiguracją elektronową. O wartościowości decyduje konfiguracja elektronowa pierwiastka w stanie wzbudzonym. Sc*(21), konfiguracja elektronowa w stanie wzbudzonym skandu, to Sc*(21). Wynosi 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d ¹  4s ¹  4p _x ¹ .To pokazuje, że skand ma trzy niesparowane elektrony.

Wartościowość skandu wynosi zatem 3.

Fakty

• Scandium zostało nazwane na cześć Skandynawii. Chemik Lars Nilson próbował wyizolować pierwiastek iterb z minerałów gadolinitu i euksenitu, kiedy odkrył skand. Minerały te zostały znalezione głównie w Skandynawii.
• Skand występuje obficie w skorupie ziemskiej w ilości 22 mg/kg (lub porcji na milion).
• Skand, metal przejściowy o najniższej liczbie atomów, to tzw.
• Skand jest bogaty w wodę morską w ilości 6×10 ^-7 mg/L lub części na milion.
• Mendelejew przewidział, że skand zostanie odkryty. Element zastępczy ekaboron został zastąpiony przez skand.
• Sc ³⁺ jest najczęstszym związkiem skandu.
• Skandium jest bardziej obfite na Księżycu niż na Ziemi.

Bibliografia:

• https://en.wikipedia.org/wiki/Scandium
• https://www.mindat.org/element/Scandium
• David R. Lide, 86th edition CRC handbook of chemistry and Physics., CRC press 2005
• https://www.webelements.com/scandium/
• Bernhard, F. (2001). „Mineralizacja skandu związana z hydrotermalnymi żyłami lazurytowo-kwarcowymi w kompleksie Lower Austroalpie Grobgneis, Alpy Wschodnie, Austria”.