Escandio para niños
Datos para niños Calcio ← Escandio → Titanio |
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| Tabla completa • Tabla ampliada | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Información general | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nombre, símbolo, número | Escandio, Sc, 21 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie química | Metales de transición | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo, período, bloque | 3, 4, d | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa atómica | 44,955910 u | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuración electrónica | [Ar] 3d1 4s2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electrones por nivel | 2, 8, 9, 2 (imagen) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Apariencia | Blanco plateado | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propiedades atómicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio medio | 160 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegatividad | 1,36 (escala de Pauling) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio atómico (calc) | 184 pm (radio de Bohr) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio covalente | 144 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio de van der Waals | Sin datos pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado(s) de oxidación | 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Óxido | Base débil | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.ª energía de ionización | 633,1 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.ª energía de ionización | 1235,0 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3.ª energía de ionización | 2388,6 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4.ª energía de ionización | 7090,6 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5.ª energía de ionización | 8843 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6.ª energía de ionización | 10 679 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 7.ª energía de ionización | 13 310 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 8.ª energía de ionización | 15 250 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9.ª energía de ionización | 17 370 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 10.ª energía de ionización | 21 726 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Líneas espectrales |
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| Propiedades físicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado ordinario | Sólido | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidad | 2985 kg/m3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de fusión | 1814 K (1541 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de ebullición | 3103 K (2830 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de vaporización | 314,2 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de fusión | 14,1 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Presión de vapor | 22,1 Pa a 1812 K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Varios | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estructura cristalina | Hexagonal | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor específico | 568 J/(kg·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad eléctrica | 1,77 × 106 S/m | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad térmica | 15,8 W/(m·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Velocidad del sonido | Sin datos m/s a 293,15 K (20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isótopos más estables | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Artículo principal: Isótopos del escandio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El escandio es un elemento químico que puedes encontrar en la tabla periódica. Su símbolo es Sc y su número atómico es 21. Es un metal de transición que se parece mucho a los lantánidos, por eso a menudo se agrupa con ellos.
Este metal es de color blanco plateado y se ha considerado históricamente como un elemento de "tierras raras". Fue descubierto en 1879 en Escandinavia al analizar unos minerales.
El escandio se encuentra en muchos lugares, pero es difícil de extraer. Por eso, sus usos no se desarrollaron hasta los años 70. En ese momento, se descubrió que el escandio mejoraba las aleaciones de aluminio. Hoy en día, esta es su aplicación más importante. Cada año se comercializan entre 15 y 20 toneladas de óxido de escandio en todo el mundo.
Las propiedades del escandio son parecidas a las del aluminio y el itrio. En sus compuestos químicos, el escandio suele tener un estado de oxidación de +3.
Contenido
¿Qué es el Escandio?
Propiedades Químicas del Escandio
El escandio es un metal blando y de color plateado. Cuando entra en contacto con el aire, puede volverse un poco amarillento o rosado. Se disuelve lentamente en la mayoría de los ácidos diluidos. Sin embargo, no reacciona con una mezcla de ácido nítrico y ácido fluorhídrico. Esto se debe a que forma una capa protectora. Las pequeñas piezas de escandio pueden encenderse en el aire con una llama amarilla brillante, formando óxido de escandio.
Es un metal muy ligero y resistente. Su color plateado se opaca un poco al aire, tomando un tono rosado. Su estado de oxidación más común es +3, y sus sales no tienen color. Sus características son más parecidas a las del itrio y los lantánidos que a las del titanio. Por eso, a menudo se le considera parte de las tierras raras.
Usos y Aplicaciones del Escandio
El óxido de escandio (Sc2O3) se usa en luces muy potentes. Si se añade yoduro de escandio a las lámparas de vapor de mercurio, se logra una luz artificial de muy buena calidad, similar a la luz solar. Además, un tipo de escandio radiactivo, el Sc-46, se usa en la industria del petróleo para seguir el rastro de ciertas sustancias.
Escandio en Aleaciones de Aluminio
La principal aplicación del escandio es en las aleaciones de aluminio-escandio. Estas aleaciones se usan en pequeñas partes de la industria aeroespacial. Contienen entre 0,1% y 0,5% de escandio. Por ejemplo, se usaron en algunos aviones militares. Aunque las aleaciones de titanio son similares en ligereza y resistencia, son más económicas y se usan más.
Añadir escandio al aluminio ayuda a que los componentes de aluminio soldados sean más fuertes. Esto ocurre porque el escandio forma pequeños cristales que mejoran la resistencia de la aleación. Estos cristales evitan que el material se deforme fácilmente.
Recientemente, se ha logrado que las aleaciones de aluminio-escandio sean más competitivas. Esto se hace añadiendo otros metales como el circonio (Zr) y el erbio (Er). Estos metales ayudan a que los cristales de escandio sean más estables y reducen la cantidad de escandio necesaria, lo que baja el costo.
Existe una aleación llamada Al20Li20Mg10Sc20Ti30 que es tan fuerte como el titanio, tan ligera como el aluminio y tan dura como algunas cerámicas.
Descubrimiento e Historia del Escandio
El nombre "escandio" viene de "Escandinavia", el lugar donde fue descubierto. Fue Lars Fredrick Nilson quien lo encontró en 1879. Él y su equipo estaban buscando metales de tierras raras en minerales como la euxenita y la gadolinita. Para obtenerlo, procesó 10 kilogramos de euxenita y logró aislar unos 2 gramos de óxido de escandio muy puro.
Antes de su descubrimiento, en 1869, Dmitri Mendeleyev ya había predicho la existencia de este metal. Basándose en las leyes periódicas, pensó que tendría propiedades parecidas a las del boro y lo llamó "ekaboro". Casi al mismo tiempo que Nilson, Per Theodor Cleve también descubrió el óxido de escandio y confirmó que era el "ekaboro" predicho.
El metal de escandio puro se obtuvo por primera vez en 1937. Se logró mediante un proceso llamado electrólisis. La primera libra de escandio con un 99% de pureza se fabricó en 1960.
¿Dónde se encuentra el Escandio?
Las únicas fuentes conocidas de escandio puro son minerales poco comunes de Escandinavia y Madagascar, como la euxenita, la gadolinita y la thortveitita. Aunque no es tan raro en la corteza terrestre, donde se estima que hay entre 18 y 25 partes por millón (similar al cobalto), se encuentra muy disperso en pequeñas cantidades en muchos minerales.
El escandio es más abundante en el Sol y en estrellas parecidas que en la Tierra. Aquí, se encuentra en pequeñas cantidades en más de 800 minerales. Se cree que el color azul de la aguamarina (un tipo de berilo) se debe a la presencia de escandio. También se encuentra en los residuos de la wolframita después de extraer el wolframio.
La thortveitita es el mineral principal del que se obtiene escandio. Otra fuente importante son los residuos de la extracción de uranio. El metal se produce industrialmente al reducir el fluoruro de escandio usando calcio.
El escandio estable se forma en supernovas y también por la acción de los rayos cósmicos sobre núcleos de hierro.
Producción y Precio del Escandio
La producción mundial de escandio es de unas 15 a 20 toneladas al año, en forma de óxido de escandio. La demanda es mayor y sigue creciendo. En 2003, solo tres minas producían escandio: en Ucrania, China y Rusia. Desde entonces, otros países han comenzado a producirlo, como Filipinas.
En Estados Unidos, una empresa planea abrir una mina que podría producir hasta 95 toneladas de óxido de escandio al año. En la mayoría de los casos, el escandio se obtiene como un producto secundario al extraer otros elementos.
El Servicio Geológico de Estados Unidos informó que, entre 2015 y 2019, el precio de pequeñas cantidades de escandio puro era de entre 107 y 134 dólares por gramo. El óxido de escandio costaba entre 4 y 5 dólares por gramo.
Isótopos del Escandio
El escandio natural tiene un solo isótopo estable, el Sc-45. También se conocen 13 isótopos radiactivos. Los más estables son el Sc-46, que dura unos 83,79 días, el Sc-47 (3,3492 días) y el Sc-48 (43,67 horas). Los demás isótopos radiactivos duran menos de 4 horas, y la mayoría, menos de 2 minutos.
La masa de los isótopos de escandio varía. Los isótopos más ligeros que el Sc-45 se transforman principalmente en isótopos de calcio. Los isótopos más pesados que el Sc-45 se transforman en isótopos de titanio.
Precauciones con el Escandio
El polvo de escandio metálico puede incendiarse. El escandio puro no se considera tóxico. Sin embargo, los compuestos de escandio deben manejarse con cuidado, ya que se consideran de toxicidad moderada.
Véase también
En inglés: Scandium Facts for Kids
