Skandiyum, İskandinavya ’dan alan bir elementtir. 1990 ’lı yıllardan itibaren kullanımı giderek artmaktadır. Alaşımlara mukavemet kazandıran metaldir.
Skandiyum, zor elde edilen, pahalı; ancak oldukca kullanışlı bir elementtir. Geciş metalleri ve nadir toprak metalleri arasında anılabilen bir element olan skandiyum, endustride kullanılan bircok alaşıma guc katar. Cok kucuk miktarlarda katılsa bile alaşımın dayanıklılığını artırır. Golf ve beyzbol sopalarından bisiklet govdelerine kadar bircok hafif alaşımda kritik rol oynar. Savaş ucakları başta olmak uzere havacılık sektorunun ihtiyacı olan hafif ve dayanıklı alaşımların katkısıdır. Son yıllarda yuksek verimli lambalarda onemli bir ışık kaynağı olarak kullanılmaya başlanmıştır. Adını duymadığımız; ancak bircok urunde izi olan skandiyumla ilgili derlediğimiz bircok bilgiyi makalemizde bulabilirsiniz.
[h=4]Tarihcesi [/h]Skandiyum, 1879 yılında İsvecli bilim adamı Lars Fredrik Nilson tarafından keşfedilmiştir. Nilson, İskandinavya ’dan gelen oksenit ve gadolinit minerallerinde spektral analiz yontemi ile skandiyumu tespit etmiştir.
Periyodik tablonun mucidi Dimitri Mendeleyev, 1869 yılında 40 (kalsiyum) ila 48 (titanyum) arasında atom kutleli bir elementin varlığını ongordu ve bu elemente bor ile benzer ozellikler icerdiğini tahmin ederek “bor gibi” anlamındaki “ekaboron” adını verdi. Nilson, bu elementi sekiz farklı metal iceren 10 kilogram oksenit mineralinden ayrıştırmayı başardı ve yuksek saflıkta 2 gram skandiyum oksit elde etti. Bulduğu elementin minerallerinin bulunduğu İskandinavya ’nın Latince anlamı “Scandia” sozcuğunden esinlenerek “scandium” adını verdi. Mendeleyev ’in tahmininden habersiz olarak skandiyumu keşfeden Nilson ’un bulduğu yeni element daha sonra Mendeleyev ’e bildirildi.
Skandiyumun metal formu ilk olarak 1937 yılında elde edildi. Metalik skandiyum, ilk olarak potasyum, lityum ve skandiyum klorur karışımının elektrolizi yontemi ile izole edildi. Yuzde 99 saflıkta metal skandiyum ise, ilk olarak 1960 yılında elde edilebildi. Az elde edildiği ve kullanım alanı sınırlı olduğu icin 1970 ’li yıllara kadar uygulamaları geliştirilemedi. 1971 yılında ilk olarak aluminyum alaşımlarında kullanılmaya başlandı. 1980 ve 1990 ’lı yıllarda alanları geliştirilerek savunma uygulamalarında kullanılmaya başlandı. İlk stratejik savunma uygulaması gadolinyum, skandiyum ve galyum granat lazer kristalleridir.
[h=3]Fiziksel ve Kimyasal Ozellikleri [/h]Skandiyumun kimyasal simgesi “Sc”dir. Atom numarası 21, atom ağırlığı 44,95 ’tir. Erime noktası 1541 derece, kaynama noktası 2836 derecedir. Periydik tablonun 3-B grubunda, geciş metalleri arasında yer alır. Geciş metallerinin ilkidir. Bazen itriyum ve lantanitler yani nadir toprak elementleri ile birlikte sınıflandırılır. Bunun sebebi, bileşiklerinin ozelliklerinin, aluminyum ve itriyum metallerinin ozelliklerinin arasındaki değerlerde olmasıdır. Periyodik tabloda kalsiyum ve titanyum arasında yer alır. Metalik gri renkte yumuşak bir metaldir.
Skandiyum, havada oksitlendiğinde hafif sarımsı ve pembemsi bir dokme meydana gelir. Coğu seyreltik asitte cozunur. Nitrik asit ve hidroflorik asit karışımında yuzeyinde pasif bir tabaka oluşturur ve reaksiyona girmez. Havada parlak ve sarı bir alevle tutuşarak skandiyum oksit oluşturur. Suyla reaksiyona girer. Bir dizi orgonometalik bileşik ve kararlı kompleks bileşikler oluşturabilir. İyonik bileşikleri genellikle +3 oksidasyon durumu sergileme eğilimindedir. Tuzları renksizdir. Oksidi hafif baz ozelliği taşır ve beyazdır. Lantanitlerin bircoğu gibi skandiyumun triflorometansufonatı veya triflatı, uygun bir organik molekulden bir cift elektronu kabul eden ve son derece etkili ve secici kimyasal reaksiyonlara katılmak icin organik molekulu aktive eden bir Lewis asidi olarak kullanılabilmektedir.
Doğada nadir değildir. Yerkabuğunda yuzde 0,0006 oranında dağılmış olarak bulunur. En bol bulunan elementler arasında 23. sıradadır. Guneşte en bol bulunan 50. elementtir. Skandiyum, nadir toprak metalleri minerallerinde ve uranyum bileşiklerinde doğal olarak bulunur. En onemli skandiyum kaynağı mineraller tortveitit, oksenit ve gadolinit adlı nadir toprak metalleri mineralleridir. İskandinavya ’da yaygın olarak bulunan tortveitit minerali, yaklaşık yuzde 45 oranında skandiyum oksit icerir. Bununla birlikte dağılmış olarak bircok mineralde eser miktarlarda rastlanabilir. 800 ’den fazla mineralde bulunduğu belirtiliyor. Okyanus suyu da eser miktar skandiyum icerir. Uranyumun oğutulmuş atıklarından yan urun olarak elde edilebilir.
Doğada sadece Sc-45 izotopu olarak bulunur. Bu izotop, tek kararlı izotopudur ve nukleer bir omurgaya sahiptir. İzotoplarının atom kutle numaraları 36 ila 60 arasında değişir. İzotoplarının 13 ’u radyoaktiftir. Bunlar arasında Sc-46 en stabil olanıdır ve yarılanma omru 83,8 gundur. Sc-47 izotopunun yarılanma omru de 3,35 gundur. Pozitron verici ozelliği bulunan Sc-44 izotopu, 4 saat, Sc-47 izotopu da 43,7 saat yarılanma omrune sahiptir. Diğer radyoaktif izotoplarının coğunun yarılanma omurleri 4 saatten azdır. Bazılarının da 2 dakikadan daha kısa yarılanma omru vardır. Sc-39 ’un yarılanma omru 300 nanosaniyedir.
Skandiyumun ayrıca meta durumu sergileyen 5 izotopu daha bulunur. Bu izotoplar arasında en kararlı olan Sc-45m izotopunun yarılanma omru 6 saattir. Tek kararlı izotopu Sc-45 izotopundan daha duşuk kutle numaralı izotoplarının birincil bozunma modu elektron yakalama şeklindedir. Daha yuksek kutle numaralı izotoplarının birincil bozunma modu ise beta emisyonudur. Sc-45 ’in atom ağırlığının altındaki izotoplarının birincil bozunma urunu kalsiyum izotoplarıdır. Atom ağırlıkları yuksek izotoplarının birincil bozunma urunu ise titanyum izotoplarıdır. Yani Sc-45 ’in altındaki izotoplar kalsiyuma, ustundekiler titanyuma bozunur.
[h=3]Hangi Alanlarda Kullanılır? [/h]Skandiyumun uzun vadeli uretimi olmadığı icin kullanımı da sınırlıdır. Her ne kadar her yıl skandiyum talebi artsa da henuz geniş uygulama alanı yok. Refrakter ozellikler gosterir. Skandiyumun en onemli kullanımı aluminyum gibi metallerin alaşımlarıdır. Aluminyum alaşımlarına yuzde 0,5 oranında skandiyum katıldığında alaşımı guclendirmektedir. Zirkonyum ile alaşımı da yakıt pillerinde yuksek verimli elektrolit olarak kullanılmaktadır. Bu alandaki kullanımı giderek artmaktadır. Savaş ucaklarının parcalarında kullanılan alaşımlar, skandiyum icerir. Hafifliği sebebiyle titanyum alaşımlar daha ucuzdur ve daha yaygın kullanılmaktadır. Skandiyum ile aluminyum, magnezyum, lityum ve titanyum karışımı alaşım; titanyum kadar dayanıklı ve guclu, aluminyum kadar hafif ve seramik kadar sert bir alaşımdır.
Yuksek renk oluşturma indeksi olan beyaz ışık kaynağı metal halide lambalarda da yaygın olarak skandiyum kullanılmaya başlanmıştır. Skandiyum iyodur, cıva buharlı lambalara cok az miktarda eklendiğinde guneş ışığına benzer ışık kaynağı oluşturur. Bu ozelliğine “suni doğal ışık kaynağı” nitelemesi yapılır. Yuksek yoğunluklu stadyum lambaları gibi ışık kaynaklarında kullanılmaktadır. Radyoaktif Sc-46 izotopu, petrol rafinerilerinde izleme ajanı olarak kullanılır. Skandiyum oksit, seramik yapımında katalizor gorevi gorur. Bileşiklerinin organik kimyada kullanımı yaygındır.
Skandiyum, bileşikleri ve alaşımlarının kullanıldığı bazı alan ve urunler şunlardır; hafif ucak alaşımları, spor malzemeleri, golf ve beyzbol sopaları, bisiklet govdesi ve parcaları, hokey lakros cubukları, revolver tabancalar, dişcilik, metal halide lambaları, deşarj lambaları, tohum kimyasalları, alkali piller, koruyucu boyalar, bocek ilacları, yakıt ve egzoz sistemleri, motor parcaları, oltalar, gozlukler…
(Skandiyum, hokey sopaları gibi bircok spor malzemesi alaşımlarında kullanılır.)
[h=4]Bunları Biliyor Musunuz?[/h]
Seyreltik skandiyum sulfat cozeltisi mısır, bezelye ve buğday gibi bitki tohumlarının daha iyi cimlenmesini sağlayan bir bileşiktir.
Berilyumun akuamarin formunun mavi renginin skandiyumdan kaynaklandığı tahmin ediliyor.
Deşarj lambalarında yılda 20 kilogram, halide lambalarında yılda 80 kilogram skandiyum kullanılır.
Skandiyumun gram fiyatı 250 ila 300 dolar arasındadır. Ticari kullanım icin pahalı metallerden biridir.
Dunya uzerinde yılda 10 ton civarında skandiyum oksit uretilir.
Dunyadaki skandiyum talebi, her yıl bir onceki yıldan yuzde 50 oranında daha fazla artmaktadır.
En onemli skandiyum rezervleri Ukrayna, Norvec, Malezya, ABD, Madagaskar, Cin ve Rusya ’da bulunur.
Amerika Birleşik Devletleri ’nde uretilen skandiyum miktarı “ticari sır” olarak kabul edilir ve acıklanmaz.
Skandiyumun toksik olmadığı değerlendiriliyor. Ancak bileşikleri ile ilgili henuz detaylı bir araştırma yapılmış değil; ancak bileşiklerinin orta şiddette toksik olduğu tahmin ediliyor. Kanserojen şuphesi bulunuyor.
Skandiyum, besin zincirinde iz miktarlarda bulunur. İnsanların besinlerden gunde 0,1 miligramdan daha az skandiyum aldığı tahmin ediliyor.
Skandiyum, zor elde edilen, pahalı; ancak oldukca kullanışlı bir elementtir. Geciş metalleri ve nadir toprak metalleri arasında anılabilen bir element olan skandiyum, endustride kullanılan bircok alaşıma guc katar. Cok kucuk miktarlarda katılsa bile alaşımın dayanıklılığını artırır. Golf ve beyzbol sopalarından bisiklet govdelerine kadar bircok hafif alaşımda kritik rol oynar. Savaş ucakları başta olmak uzere havacılık sektorunun ihtiyacı olan hafif ve dayanıklı alaşımların katkısıdır. Son yıllarda yuksek verimli lambalarda onemli bir ışık kaynağı olarak kullanılmaya başlanmıştır. Adını duymadığımız; ancak bircok urunde izi olan skandiyumla ilgili derlediğimiz bircok bilgiyi makalemizde bulabilirsiniz. [h=4]Tarihcesi [/h]Skandiyum, 1879 yılında İsvecli bilim adamı Lars Fredrik Nilson tarafından keşfedilmiştir. Nilson, İskandinavya ’dan gelen oksenit ve gadolinit minerallerinde spektral analiz yontemi ile skandiyumu tespit etmiştir.
Periyodik tablonun mucidi Dimitri Mendeleyev, 1869 yılında 40 (kalsiyum) ila 48 (titanyum) arasında atom kutleli bir elementin varlığını ongordu ve bu elemente bor ile benzer ozellikler icerdiğini tahmin ederek “bor gibi” anlamındaki “ekaboron” adını verdi. Nilson, bu elementi sekiz farklı metal iceren 10 kilogram oksenit mineralinden ayrıştırmayı başardı ve yuksek saflıkta 2 gram skandiyum oksit elde etti. Bulduğu elementin minerallerinin bulunduğu İskandinavya ’nın Latince anlamı “Scandia” sozcuğunden esinlenerek “scandium” adını verdi. Mendeleyev ’in tahmininden habersiz olarak skandiyumu keşfeden Nilson ’un bulduğu yeni element daha sonra Mendeleyev ’e bildirildi.
Skandiyumun metal formu ilk olarak 1937 yılında elde edildi. Metalik skandiyum, ilk olarak potasyum, lityum ve skandiyum klorur karışımının elektrolizi yontemi ile izole edildi. Yuzde 99 saflıkta metal skandiyum ise, ilk olarak 1960 yılında elde edilebildi. Az elde edildiği ve kullanım alanı sınırlı olduğu icin 1970 ’li yıllara kadar uygulamaları geliştirilemedi. 1971 yılında ilk olarak aluminyum alaşımlarında kullanılmaya başlandı. 1980 ve 1990 ’lı yıllarda alanları geliştirilerek savunma uygulamalarında kullanılmaya başlandı. İlk stratejik savunma uygulaması gadolinyum, skandiyum ve galyum granat lazer kristalleridir.
[h=3]Fiziksel ve Kimyasal Ozellikleri [/h]Skandiyumun kimyasal simgesi “Sc”dir. Atom numarası 21, atom ağırlığı 44,95 ’tir. Erime noktası 1541 derece, kaynama noktası 2836 derecedir. Periydik tablonun 3-B grubunda, geciş metalleri arasında yer alır. Geciş metallerinin ilkidir. Bazen itriyum ve lantanitler yani nadir toprak elementleri ile birlikte sınıflandırılır. Bunun sebebi, bileşiklerinin ozelliklerinin, aluminyum ve itriyum metallerinin ozelliklerinin arasındaki değerlerde olmasıdır. Periyodik tabloda kalsiyum ve titanyum arasında yer alır. Metalik gri renkte yumuşak bir metaldir.
Skandiyum, havada oksitlendiğinde hafif sarımsı ve pembemsi bir dokme meydana gelir. Coğu seyreltik asitte cozunur. Nitrik asit ve hidroflorik asit karışımında yuzeyinde pasif bir tabaka oluşturur ve reaksiyona girmez. Havada parlak ve sarı bir alevle tutuşarak skandiyum oksit oluşturur. Suyla reaksiyona girer. Bir dizi orgonometalik bileşik ve kararlı kompleks bileşikler oluşturabilir. İyonik bileşikleri genellikle +3 oksidasyon durumu sergileme eğilimindedir. Tuzları renksizdir. Oksidi hafif baz ozelliği taşır ve beyazdır. Lantanitlerin bircoğu gibi skandiyumun triflorometansufonatı veya triflatı, uygun bir organik molekulden bir cift elektronu kabul eden ve son derece etkili ve secici kimyasal reaksiyonlara katılmak icin organik molekulu aktive eden bir Lewis asidi olarak kullanılabilmektedir.
Doğada nadir değildir. Yerkabuğunda yuzde 0,0006 oranında dağılmış olarak bulunur. En bol bulunan elementler arasında 23. sıradadır. Guneşte en bol bulunan 50. elementtir. Skandiyum, nadir toprak metalleri minerallerinde ve uranyum bileşiklerinde doğal olarak bulunur. En onemli skandiyum kaynağı mineraller tortveitit, oksenit ve gadolinit adlı nadir toprak metalleri mineralleridir. İskandinavya ’da yaygın olarak bulunan tortveitit minerali, yaklaşık yuzde 45 oranında skandiyum oksit icerir. Bununla birlikte dağılmış olarak bircok mineralde eser miktarlarda rastlanabilir. 800 ’den fazla mineralde bulunduğu belirtiliyor. Okyanus suyu da eser miktar skandiyum icerir. Uranyumun oğutulmuş atıklarından yan urun olarak elde edilebilir.
Doğada sadece Sc-45 izotopu olarak bulunur. Bu izotop, tek kararlı izotopudur ve nukleer bir omurgaya sahiptir. İzotoplarının atom kutle numaraları 36 ila 60 arasında değişir. İzotoplarının 13 ’u radyoaktiftir. Bunlar arasında Sc-46 en stabil olanıdır ve yarılanma omru 83,8 gundur. Sc-47 izotopunun yarılanma omru de 3,35 gundur. Pozitron verici ozelliği bulunan Sc-44 izotopu, 4 saat, Sc-47 izotopu da 43,7 saat yarılanma omrune sahiptir. Diğer radyoaktif izotoplarının coğunun yarılanma omurleri 4 saatten azdır. Bazılarının da 2 dakikadan daha kısa yarılanma omru vardır. Sc-39 ’un yarılanma omru 300 nanosaniyedir.
Skandiyumun ayrıca meta durumu sergileyen 5 izotopu daha bulunur. Bu izotoplar arasında en kararlı olan Sc-45m izotopunun yarılanma omru 6 saattir. Tek kararlı izotopu Sc-45 izotopundan daha duşuk kutle numaralı izotoplarının birincil bozunma modu elektron yakalama şeklindedir. Daha yuksek kutle numaralı izotoplarının birincil bozunma modu ise beta emisyonudur. Sc-45 ’in atom ağırlığının altındaki izotoplarının birincil bozunma urunu kalsiyum izotoplarıdır. Atom ağırlıkları yuksek izotoplarının birincil bozunma urunu ise titanyum izotoplarıdır. Yani Sc-45 ’in altındaki izotoplar kalsiyuma, ustundekiler titanyuma bozunur.
[h=3]Hangi Alanlarda Kullanılır? [/h]Skandiyumun uzun vadeli uretimi olmadığı icin kullanımı da sınırlıdır. Her ne kadar her yıl skandiyum talebi artsa da henuz geniş uygulama alanı yok. Refrakter ozellikler gosterir. Skandiyumun en onemli kullanımı aluminyum gibi metallerin alaşımlarıdır. Aluminyum alaşımlarına yuzde 0,5 oranında skandiyum katıldığında alaşımı guclendirmektedir. Zirkonyum ile alaşımı da yakıt pillerinde yuksek verimli elektrolit olarak kullanılmaktadır. Bu alandaki kullanımı giderek artmaktadır. Savaş ucaklarının parcalarında kullanılan alaşımlar, skandiyum icerir. Hafifliği sebebiyle titanyum alaşımlar daha ucuzdur ve daha yaygın kullanılmaktadır. Skandiyum ile aluminyum, magnezyum, lityum ve titanyum karışımı alaşım; titanyum kadar dayanıklı ve guclu, aluminyum kadar hafif ve seramik kadar sert bir alaşımdır.
Yuksek renk oluşturma indeksi olan beyaz ışık kaynağı metal halide lambalarda da yaygın olarak skandiyum kullanılmaya başlanmıştır. Skandiyum iyodur, cıva buharlı lambalara cok az miktarda eklendiğinde guneş ışığına benzer ışık kaynağı oluşturur. Bu ozelliğine “suni doğal ışık kaynağı” nitelemesi yapılır. Yuksek yoğunluklu stadyum lambaları gibi ışık kaynaklarında kullanılmaktadır. Radyoaktif Sc-46 izotopu, petrol rafinerilerinde izleme ajanı olarak kullanılır. Skandiyum oksit, seramik yapımında katalizor gorevi gorur. Bileşiklerinin organik kimyada kullanımı yaygındır.
Skandiyum, bileşikleri ve alaşımlarının kullanıldığı bazı alan ve urunler şunlardır; hafif ucak alaşımları, spor malzemeleri, golf ve beyzbol sopaları, bisiklet govdesi ve parcaları, hokey lakros cubukları, revolver tabancalar, dişcilik, metal halide lambaları, deşarj lambaları, tohum kimyasalları, alkali piller, koruyucu boyalar, bocek ilacları, yakıt ve egzoz sistemleri, motor parcaları, oltalar, gozlukler…
(Skandiyum, hokey sopaları gibi bircok spor malzemesi alaşımlarında kullanılır.)
[h=4]Bunları Biliyor Musunuz?[/h]
Seyreltik skandiyum sulfat cozeltisi mısır, bezelye ve buğday gibi bitki tohumlarının daha iyi cimlenmesini sağlayan bir bileşiktir.
Berilyumun akuamarin formunun mavi renginin skandiyumdan kaynaklandığı tahmin ediliyor.
Deşarj lambalarında yılda 20 kilogram, halide lambalarında yılda 80 kilogram skandiyum kullanılır.
Skandiyumun gram fiyatı 250 ila 300 dolar arasındadır. Ticari kullanım icin pahalı metallerden biridir.
Dunya uzerinde yılda 10 ton civarında skandiyum oksit uretilir.
Dunyadaki skandiyum talebi, her yıl bir onceki yıldan yuzde 50 oranında daha fazla artmaktadır.
En onemli skandiyum rezervleri Ukrayna, Norvec, Malezya, ABD, Madagaskar, Cin ve Rusya ’da bulunur.
Amerika Birleşik Devletleri ’nde uretilen skandiyum miktarı “ticari sır” olarak kabul edilir ve acıklanmaz.
Skandiyumun toksik olmadığı değerlendiriliyor. Ancak bileşikleri ile ilgili henuz detaylı bir araştırma yapılmış değil; ancak bileşiklerinin orta şiddette toksik olduğu tahmin ediliyor. Kanserojen şuphesi bulunuyor.
Skandiyum, besin zincirinde iz miktarlarda bulunur. İnsanların besinlerden gunde 0,1 miligramdan daha az skandiyum aldığı tahmin ediliyor.