Vlastnosti skandia

Skandium se spolu s yttriem, lanthanem a lanthanoidy označuje skupinovým názvem vzácné zeminy (sku­pinový název původně označoval všechny méně běžné kovové oxidy včetně zirkoničitého a thoričitého). Oxid skanditý byl připraven v roce 1879 (L. F. Nielsen; důkaz, že jde o sloučeninu „eka-boru“ podal P. T. Cleve; kov byl připraven v roce 1937, v 99% čistotě až v roce 1960).

Skandium nepatří k nejvzácnějším prvkům na Zemi (jeho obsah v zemské kůře je 25 ppm), ale vyskytuje se rozptýleně a obtížná je izolace jeho sloučenin ze směsí obsahujících vždy současně sloučeniny jiných prvků vzácných ze­min. V přírodě se nachází (spolu s některými lanthanoidy) ve vzácném thortveititu Sc2Si2O7.

Skandium je měkký kov (krystaluje v nejtěsnějším hexagonálním uspořádání) s podstatně větším elektrickým odporem než hliník. Je prvním členem první přechodné řady prvků (v 3d-prbitalu má jeho atom jeden elektron), ve sloučeninách uplatňuje oxidační stav +III (čtvrtá ionizační energie je větší než součet prvních tří) a preferuje iontové vazebné interakce. Snadno proto tvoří kationty Sc3+, které se svými vlastnostmi podobají kationtům kovů alkalických zemin M2+ a lanthanoidů Ln3+, s nimiž mají analogickou elektronovou konfiguraci valenční sféry. Kationt Sc3+ již neobsahuje žádný elektron v 3d-orbitalech, a jeho sloučeniny jsou proto diamagnetické a většinou bezbarvé.

Skandium je neušlechtilý kov s nízkou elektronegativitou reagující s vodou, zředěnými kyselinami, kyslíkem (na oxid Sc2O3), halogeny a po zahřátí i s dalšími prvky.

Oxid skanditý Sc2O3 (v ptaxi se získává jako vedlejší produkt při zpracování některých rud uranu) lze připravit žíháním hydroxidu, uhličitanu nebo šťavelanu. Ve zředěných kyselinách se obtížně rozpouští.

Halogenidy ScX3 jsou s výjimkou fluoridů velmi dobře rozpustné.

Hydroxid skanditý Sc(OH)3 (lépe je ho formulovat jako hydratovaný oxid skanditý) se tvoří jako bílá gelovitá sraženina přidáním alkalického hydroxidu k roztoku rozpustné soli kationtu ScIII. je slabě bazický (soli skandité podléhají proto snadno hydrolýze) a má amfoterní charakter (v nadbytku alkalického hydroxidu tvoří anionty hexahydroxoskanditanové [Sc(OH)6]3−).

Řada solí skandia tvoří hydráty, které se termicky dehydratují za současné hydrolýzy a tvorby zásaditých solí (ScOCl). Málo rozpustné jsou, podobně jako u kovů alkalických zemin a lanthanoidů, skandité soli slabých kyselin (fluorid, uhličitan, fosforečnan a šťavelan).

Skandium se nejčastěji připravuje elektrolýzou roztaveného chloridu, hlavním technickým problémem je získání výchozí suroviny ve vyhovující čistotě.

Praktické využití skandia i jeho sloučenin je omezené. Nejvýznamnějším výsledkem snahy o přípravu čistých sloučenin vzácných zemin byl rozvoj iontoměničových, chromatografických a extrakčních dělících metod.