บทความก่อนหน้านี้กล่าวถึงว่าหินที่อพอลโลนำกลับมามีธาตุอิตเทรียมซึ่งเป็นธาตุที่มีคุณสมบัติเป็นตัวนำยิ่งยวด ในความเป็นจริงแล้วมีธาตุหายากอื่นๆ อีกหลายชนิดบนดวงจันทร์ เช่น สแกนเดียม ซึ่งหายากมากในเปลือกโลก และอาจมีค่ามากกว่าทองคำด้วยซ้ำ แม้กระนั้นก็ตาม ส่วนใหญ่แล้วก็ยังคงใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม มากกว่าที่จะเป็นสินค้าฟุ่มเฟือย แม้ว่าสแกนเดียมจะพบได้น้อยบนโลก แต่ก็พบในปริมาณสูงบนดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ
แนะนำ
ในปี พ.ศ. 2412 เมนเดเลเยฟได้เสนอกฎธาตุเป็นระยะเป็นครั้งแรกในเอกสารของเขาซึ่งมีชื่อว่า “ความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติของธาตุและน้ำหนักอะตอมของธาตุ” และตีพิมพ์ในตารางธาตุเคมีฉบับพิมพ์ครั้งแรก เขาทำนายว่าควรมีธาตุที่ไม่รู้จักชนิดหนึ่งซึ่งมีคุณสมบัติอยู่ระหว่างแคลเซียมและไททาเนียม สแกนเดียมได้รับการคาดการณ์โดยเมนเดเลเยฟในปี พ.ศ. 2414
แปดปีต่อมาในปี พ.ศ. 2422 Nilson และทีมของเขาค้นพบธาตุสแกนเดียมในแร่ทองคำหายากสีดำและแร่เบริลเลียมซิลิเกตอิตเทรียม และตั้งชื่อว่า Scandium ตามชื่อภาษาละตินของคาบสมุทรสแกนดิเนเวียที่ธาตุนี้ตั้งอยู่ (Scandia) ในยุคแรกๆ การสแกนเดียมโลหะบริสุทธิ์นั้นทำได้ยาก จนกระทั่งในปีพ.ศ. 2480 จึงสามารถสกัดสแกนเดียมโลหะบริสุทธิ์ได้สำเร็จเป็นครั้งแรก
สแกนเดียม Sc
เลขอะตอม : 21
มวลอะตอม: 44.955912 u
โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ : [Ar] 3d1 4s2
โครงสร้างอิเล็กตรอนของสแกนเดียมมีลักษณะคล้ายกับไททาเนียม (Ti) และซีเรียม (Ce) และจัดอยู่ในธาตุโลหะทรานซิชันคาบที่ 3
คุณสมบัติทางกายภาพ:
ลักษณะที่ปรากฏ: สแกนเดียมเป็นโลหะสีขาวเงินที่มีความแวววาวเหมือนโลหะ
ความหนาแน่น: 2.985 g/cm³ (ที่อุณหภูมิห้อง)
จุดหลอมเหลว: 1541 °C
จุดเดือด: 2836°C
ความแข็ง: 2.5 – 3.0 (ความแข็งโมห์ส)
แม่เหล็ก: ที่อุณหภูมิห้อง สแกนเดียมเป็นไดอะแมกเนติก นั่นคือไม่เป็นแม่เหล็ก
คุณสมบัติทางเคมี :
- สแกนเดียมเป็นโลหะที่ค่อนข้างมีฤทธิ์ซึ่งสามารถสร้างสารประกอบต่างๆ ร่วมกับออกซิเจน ไนโตรเจน กำมะถัน และอื่นๆ ได้
- มันออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วในอากาศโดยสร้างชั้นป้องกันของสแกนเดียมออกไซด์ (Sc2O3)
พื้นที่การใช้งานสแกนเดียม:
โดยทั่วไปแล้วสแกนเดียมโลหะบริสุทธิ์จะถูกเตรียมโดยการอิเล็กโทรไลซ์สแกนเดียมคลอไรด์ เมื่อสแกนเดียมสัมผัสกับอากาศ สีของมันจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นสีเหลืองอ่อนหรือสีชมพูเล็กน้อย สแกนเดียมเป็นธาตุหายากที่มีน้ำหนักเบาที่สุด แต่ไม่จัดอยู่ในประเภทโลหะหายากประเภทเบา เนื่องจากมีจุดหลอมเหลวที่สูงและทนต่อการกัดกร่อนสูง เมื่อเพิ่มองค์ประกอบนี้ลงในโลหะผสมอะลูมิเนียม ก็จะกลายเป็นโลหะผสมสแกนเดียม-อะลูมิเนียมที่มีความแข็งแรงสูงและมีน้ำหนักเบา การใช้งานทั่วไปมีดังต่อไปนี้:
- การประยุกต์ใช้หลักของสแกนเดียมคือการเป็นสารเติมแต่งในโลหะผสมเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อน
- นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตโลหะผสมเบาสมรรถนะสูง เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศและยานยนต์ และในสินค้าอุปโภคบริโภค เช่น ไม้เบสบอล เฟรมจักรยาน และอุปกรณ์กีฬาน้ำหนักเบาอื่นๆ
- สแกนเดียมยังมีบทบาทสำคัญในโลหะผสมอุณหภูมิสูงและวัสดุเซรามิกบางชนิดด้วย
- สแกนเดียมปริมาณเล็กน้อยยังใช้ในงานวิจัยและการทดลองทางวิทยาศาสตร์ เช่น ในแอปพลิเคชันทางแสงบางประเภทและเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
สิ่งที่น่าสนใจก็คือแสงไฟที่ใช้ในสถานที่ขนาดใหญ่และการถ่ายภาพยนตร์นั้นแท้จริงแล้วมีความเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบ “สแกนเดียม” สแกนเดียมสามารถนำไปใช้ผลิตหลอดไฟความเข้มสูงได้ เมื่อเทสารที่ประกอบด้วยโลหะผสมสแกนเดียม-โซเดียมลงในท่อเปล่งแสง สารนั้นจะเปล่งแสงคล้ายกับแสงแดดผ่านการคายประจุ มีความสว่างมากกว่าและมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าหลอดฮาโลเจนทั่วไป และยังกินพลังงานเพียงประมาณ 50% ของหลอดฮาโลเจนอีกด้วย
