您当前的位置:中国百科网 -> 百科知识 -> 铁合金词典 -> 文章内容:


钪(Sc)

在元素化学里,有一系列
性质非常接近的金属元素被称为稀土元素。这一系列中包括了十五个镧系元素--镧(La)
、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬
(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu);以及和这些同族而性质相似的两个更轻的元素
:钪(Sc)和钇(Y)。这一系列元素最初是从瑞典产的比较稀少的矿物中发现的,\"土\"
是当时对不溶于水的金属氧化物的统称,因此得名稀土(Rareearth)。在这十七个元素
里面,钪的排位是最靠前的,原子序数只有21,不过就发现而言,钪比他在元素周期表上
面的左邻右舍都要晚了差不多上百年,即使在稀土里面,钪的发现也不是较早的,排列在
钇、铈、镧、铒、铽和镱后面,名列第七。作为最轻的先锋官,他的出场委实晚了一些。
原因很简单,钪在地壳里的含量并不高,只有5*10-6,也就相当于每一吨地壳物质里面有
5克(一小块德芙巧克力或者大白兔奶糖),不但和其他轻元素相比要低不少,在整个稀
土元素中含量也仅属中等,大概只有他最富裕的兄弟铈的1/10。另外呢,稀土元素感觉很
有点集体领导的意思,他们的矿藏仿佛是在开政治局会议一样,只要一开会,这一伙元素
就往往要全部列席会议,这样一来,想从混生的矿藏中找到我们的钪,其实并不容易。
不过虽然一直没被发现,这个元素的存在却已经有人作出过预言。在门捷列夫1869年给出
的第一版元素周期表中,就赫然在钙的后面留有一个原子量45的空位。后来门捷列夫将钙
之后的元素暂时定名为类硼(Eka-Boron),并给出了这个元素的一些物理化学性质。不
过这个预言就像放在漂流瓶中的信笺一样,暂时被汪洋的学术大海静静湮没了。
门捷列夫的预言没有得到人们的注意,但是在十九世纪晚期,对稀土元素的研究却成为了
一股热潮。在钪发现之前一年,瑞士的马利纳克(deMarignac)从玫瑰红色的铒土中,
通过局部分解硝酸盐的方式,得到了一种不同于铒土的白色氧化物,他将这种氧化物命名
为镱土,这就是稀土元素发现里面的第六名。当时老马手头样品没多少了,就建议手头有
充足铒土的科学家多制备一些镱土,以研究它的性质。当时瑞典乌泼撒拉大学的尼尔森手
头正好有铒土的样品,他就想按照马利纳克的方法将铒土提纯,并精确测量铒和镱的原子
量(因为他这个时候正在专注于精确测量稀土元素的物理与化学常数以期对元素周期律作
出验证)。当他经过13次局部分解之后,得到了3.5g纯净的镱土。但是这时候奇怪的事情
发生了,马利纳克给出的镱的原子量是172.5,而尼尔森得到的则只有167.46。尼尔森敏
锐地意识到这里面有可能是什么轻质的元素鱼目混珠进去,才让这个原子量的测定不再准
斤足两。于是他将得到的镱土又用相同的流程继续处理,最后当只剩下十分之一样品的时
候,测得的原子量更是掉到了134.75;同时光谱中还发现了一些新的吸收线。尼尔森的判
断是正确的,因此也就获得了给孩子起名的权利。他用他的故乡斯堪的纳维亚半岛给钪命
名为Scandium。1879年,他正式公布了自己的研究结