钪

钪的发现简史

钪是排位最靠前的过渡金属，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，即使在稀土里面，钪的发现也不是较早的，其发现较晚的原因很简单，含量低，钪在地壳里的含量只有 ，也就相当于每一吨地壳物质里面有5克，比其他轻元素相比要低不少。另外呢，稀土元素分离非常困难，这样一来，想从混生的矿藏中找到钪，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命名为类硼（Eka-Boron），并给出了这个元素的一些物理化学性质。 十九世纪晚期，对稀土元素的研究成为一股热潮。在钪发现之前一年，瑞士的马利纳克（de Marignac）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。瑞典乌普萨拉大学的尼尔森（L.F.Nilson,1840~1899）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。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果，在他的论文中，还提到了钪盐和钪土的很多化学性质。不过在这篇论文中，他没有能给出钪的精确原子量，也还不确定钪在元素周期中的位置。尼尔森的好友，也是同在乌普萨拉大学任教的克利夫（P.T.Cleve,1840~1905）也在一起做这个工作。他从铒土出发，将铒土作为大量组分排除掉，再分出镱土和钪土之后，又从剩余物中找到了钬和铥这两个新的稀土元素。做为副产物，他提纯了钪土，并进一步了解了钪的物理和化学性质。这样一来，门捷列夫放出的漂流瓶沉睡了十年之后，终于被克利夫捞了起来。钪就是门捷列夫当初所预言的类硼元素。他们的发现再次证明了元素周期律的正确性和门捷列夫的远见卓识。 而钪金属在1937年才由电解熔化的氯化钪生产出来。 门捷列夫 （1834-1907）预言了钪的存在。尼尔森 （L.F.Nilson,1840~1899）和克利夫（P.T.Cleve,1840~1905）发现了钪。

钪的应用领域

比较有趣的是，钪的用途（作为主要工作物质，而不是用于掺杂的）都集中在很光明的方向，称他为光明之子也不为过。 钪的第一件法宝叫做钪钠灯，可以用来给千家万户带来光明。这是一种金属卤化物电光源：在灯泡中充入碘化钠和碘化钪，同时加入钪和钠箔，在高压放电时，钪离子和钠离子分别发出他们的特征发射波长的光，钠的谱线为589.0和589.6nm两条著名的黄色光线，而钪的谱线为361.3~424.7nm的一系列近紫外和蓝色光发射，因为互为补色，产生的总体光色就是白色光。正是由于钪钠灯具有发光效率高、光色好、节电、使用寿命长和破雾能力强等特点，使其可广泛用于电视摄像和广场、体育馆、马路照明， 被称为第三代光源。在中国这种灯还是作为新技术被逐渐推广的，而在一些发达国家，这种灯早在80年代初就被广泛使用了。 钪的第二件法宝是太阳能光电池，可以将撒落地面的光明收集起来，变成推动人类社会的电力。在金属-绝缘体-半导体硅光电池和太阳能电池中，钪是最好的阻挡金属。 他的第三件法宝叫做γ射线源，这个法宝自己就能大放光明，不过这种光亮我们肉眼接收不到，是高能的光子流。我们平常从矿物中提炼出来的是45Sc，这是钪的唯一一种天然同位素，每一个45Sc的原子核中有21个质子和24个中子。倘若我们像把猴子放到太上老君的炼丹炉中炼上七七四十九天一样将钪放在核反应堆中，让他吸收中子辐射，原子核中多一个中子的46Sc就诞生了。46Sc这种人工放射性同位素可以当作γ射线源或者示踪原子，还可以用来对恶性肿瘤进行放射治疗。还有像钇镓钪石榴石激光器，氟化钪玻璃红外光导纤维，电视机上钪涂层的阴极射线管之类的用途简直不知凡几，看来钪生来就和光明有缘呢。 单质形式的钪，已经被大量应用于铝合金的掺杂。在铝中只要加入千分之几的钪就会生成Al3Sc新相，对铝合金起变质作用，使合金的结构和性能发生明显变化。加入0.2%~0.4%的Sc（这个比例也真的和家里炒菜放盐的比例差不多，只需要那么一点）可使合金的再结晶温度提高150~200℃，且高温强度、结构稳定性、焊接性能和抗腐蚀性能均明显提高，并可避免高温下长期工作时易产生的脆化现象。高强高韧铝合金、新型高强耐蚀可焊铝合金、新型高温铝合金、高强度抗中子辐照用铝合金等，在航天、航空、舰船、核反应堆以及轻型汽车和高速列车等方面具有非常诱人的开发前景。钪也是铁的优良改化剂，少量钪可显著提高铸铁的强度和硬度。另外，钪还可用作高温钨和铬合金的添加剂。当然，除了为他人做嫁衣裳之外，因为钪具有较高熔点，而其密度却和铝接近，也被应用在钪钛合金和钪镁合金这样的高熔点轻质合金上，但是因为价格昂贵，一般只有航天飞机和火箭等高端制造业才会使用。 单质的钪一般应用于合金，而钪的氧化物也是物以类聚地在陶瓷材料上面起到了重要的作用。像可以用作固体氧化物燃料电池电极材料的四方相氧化锆陶瓷材料有一种很特别的性质，在这种电解质的电导会随着温度和环境中氧的浓度增高而增大。但是这种陶瓷材料的晶体结构本身不能稳定存在，不具有工业价值；必须要在其中掺杂一些能够将这种结构固定下来的物质才能够保持原有的性质。掺入6~10%的氧化钪就好像混凝土结构一样，让氧化锆能够稳定在四方形的晶格上。还有像高强度，耐高温的工程陶瓷材料氮化硅做增密剂和稳定剂。氧化钪作为增密剂，可以在细小颗粒的边缘生成难熔相Sc2Si2O7，从而减小工程陶瓷的高温变形性，与添加其它氧化物相比能更好改善氮化硅的高温机械性能。 在农业上可以对玉米 甜菜 豌豆 小麦 向日葵等种子做硫酸钪（浓度一般为10-3~10-8mol/L 不同的植物会有所不同）处理，已取得促进发芽的实际效果，8小时后根和芽的干燥重量和幼苗相比，分别增加37%和78%，但原因机理尚在研究中。 从尼尔森注意到原子量数据的亏欠到今天，钪进入人们的视野不过一百年二十多年，却差不多坐了一百年的冷板凳，直到上个世纪后期材料科学的蓬勃发展才给他带来了生机。到今天，连同钪在内的稀土元素都已经成为了材料科学中炙手可热的明星，在成千上万的体系中发挥着千变万化的作用，每天都在给我们的生活带来多一点的便利，创造的经济价值更是难以计量。

钪的性质

钪
钪(Sc) 基本知识介绍

� �1879年，瑞典的化学教授尼尔森（L.F.Nilson, 1840~1899）和克莱夫（P.T.Cleve, 1840~1905）差不多同时在稀有的矿物硅铍钇矿和黑稀金矿中找到了一种新元素。他们给这一元素定名为"Scandium"（钪），钪就是门捷列夫当初所预言的"类硼"元素。他们的发现再次证明了元素周期律的正确性和门捷列夫的远见卓识。 ��

钪比起钇和镧系元素来，由于离子半径特别小，氢氧化物的碱性也特别弱，因此，钪和稀土元素混在一起时，用氨（或极稀的碱）处理，钪将首先析出，故应用"分级沉淀"法可比较容易地把它从稀土元素中分离出来。另一种方法是利用硝酸盐的分极分解进行分离，由于硝酸钪最容易分解，从而达到分离的目的。 �

用电解的方法可制得金属钪，在炼钪时将ScCl3、KCl、LiCl共熔，以熔融的锌为阴极电解之，使钪在锌极上析出，然后将锌蒸去可得金属钪。另外，在加工矿石生产铀、钍和镧系元素时易回收钪。钨、锡矿中综合回收伴生的钪也是钪的重要来源之一。 钪在化合物中主要呈3价态，在空气中容易氧化成Sc2O3而失去金属光泽变成暗灰色。 ��

钪能与热水作用放出氢，也易溶于酸，是一种强还原剂。钪的氧化物及氢氧化物只显碱性，但其盐灰几乎不能水解。钪的氯化物为白色结晶，易溶于水并能在空气中潮解。在冶金工业中，钪常用于制造合金（合金的添加剂），以改善合金的强度、硬度和耐热和性能。如，在铁水中加入少量的钪，可显著改善铸铁的性能，少量的钪加入铝中，可改善其强度和耐热性。在电子工业中，钪可用作各种半导体器件，如钪的亚硫酸盐在半导体中的应用已引起了国内外的注意，含钪的铁氧体在计算机磁芯中也颇有前途。在化学工业上，用钪化合物作酒精脱氢及脱水剂，生产乙烯和用废盐酸生产氯时的高效催化剂。在玻璃工业中，可以制造含钪的特种玻璃。在电光源工业中，含钪和钠制成的钪钠灯，具有效率高和光色正的优点。

元素名称：钪

元素原子量：44.96

元素类型：金属

发现人：尼尔森 发现年代：1876年

发现过程：

1876年，瑞典的尼尔森，在研究黑稀金矿时，发现了钪。

元素描述：

银白色金属，质软。密度2.9890克/厘米3。熔点1541℃。沸点2831℃。常见化合价+3。第一电离能为6.54电子伏特。易溶于水，可与热水作用，在空气中容易变暗。

元素来源：

从钨矿、锡石及含有其他稀土的矿石中回收制得，主要矿物为钪钇石，极稀少。

元素用途：

可以制造特种玻璃和合金等。它的化合物和氧化钪可用来作催化剂。

元素辅助资料：

在镱土发现后第二年，1879年瑞典化学家尼尔森从镱土中分离出一个新的土，称为钪土（scandia），元素名称是scandium，元素符号为Sc。

瑞典化学家克利夫在研究了钪的一些性质后，指出它就是门捷列夫根据元素周期律预言的类硼。

随着钪以及其他一些稀土元素的发现，完成了发现稀土元素第三阶段的另一半。

为什么钪的第三层核外电子数为9,而不是8

学过结构化学吗？学过的话就很好解释了。
一般为了描述电子运动状态 引入电子层 电子亚层 伸展方向 还有电子自旋方向。
第三电子层有spd三个电子亚层，s轨道球形，1个伸展方向，每个伸展方向可以容纳两个自旋方向不同的电子，所以s电子亚层2个电子，同理，p轨道3个伸展方向，6个电子，d轨道5个伸展方向，10个电子，加起来最多可容纳18个电子。
而第四电子层有spdf四个轨道..最多容纳32个电子
第n层电子层最多容纳2n^2个电子...
而当这些电子层作为最外层的时候，都是最多容纳8个电子。原因是能量最低原理。
如果没有学过原子结构的话挺难理解的，我建议你去买本结构化学书看看，这样就容易懂了~

补充，确实是确定了周期序数，主族序数就能直接推出核电荷数，前20号元素哪些一个电子层内有>8个电子？那么前二十没有一个多于8的。但是21号元素钪就是第三层有9个电子了...它是：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2
这是电子排布式，如果你是高一的话，我估计你到高二就懂了~~O(∩_∩)O~~

酸碱盐的性质

酸：在水中电离时,产生的阳离子全部都是氢离子的化合物，叫酸
碱：在水中电离时,产生的阴离子全部都是氢氧根离子的化合物，叫碱
盐：由酸根阴离子个金属阳离子组成的化合物，叫盐

盐酸的性质:
物理性质:
（1）组成：是氯化氢的水溶液（混合物）

（2）纯盐酸是无色透明的液体，工业盐酸因含杂质，而显黄色

（3）浓盐酸有挥发性，挥发出氯化氢气体，跟空气中的水蒸汽重新结合成盐酸的小液滴（即白雾），挥发后质量变小。


化学性质:
（1）跟酸碱指示剂起作用显示不同的颜色（化学变化）。

石蕊试液遇酸（如盐酸）变成红色，酚酞试液遇酸（如盐酸）不变色。石蕊试液遇碱溶液变蓝色，酚酞试液遇碱溶液变红色。

（2）跟活泼或较活泼金属（镁、铝、锌、铁等）发生置换反应产生氢气。

Zn＋2HCl=ZnC12+H2↑（实验室制氢气）

（3）跟金属氧化物反应生成盐和水。

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O（清洗铁制品表面的铁锈）

ZnO+2HCl=ZnCl2+2H2O（制取盐的方法之一）

（4）跟碱反应生成盐和水：

Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O（用Al(OH)3治疗胃酸过多）

Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O（蓝色沉淀溶解，溶液变蓝）

（5）跟盐反应生成新的酸和盐。

HCl+AgNO3＝AgCl↓+HNO3（检验Cl-的方法）

HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O（用NaHCO3治疗胃酸过多）

浓硫酸的性质



（一）物理性质

纯硫酸是一种无色油状液体。常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98.3％，其密度为1.84g·cm-3，其物

质的量浓度为18.4mol·L-1。硫酸是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。浓硫酸溶

解时放出大量的热，因此浓硫酸稀释时应该“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅。”

（二）特性

1．吸水性

将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增加，密度将减小，浓度降低，体积变大，这是因为浓硫酸

具有吸水性。

⑴就硫酸而言，吸水性是浓硫酸的性质，而不是稀硫酸的性质。

⑵浓硫酸的吸水作用，指的是浓硫酸分子跟水分子强烈结合，生成一系列稳定的水合物，并放出大量

的热：H2SO4 + nH2O == H2SO4·nH2O，故浓硫酸吸水的过程是化学变化的过程，吸水性是浓硫酸的化学性

质。

⑶浓硫酸不仅能吸收一般的游离态水（如空气中的水），而且还能吸收某些结晶水合物（如CuSO4·

5H2O、Na2CO3·10H2O）中的水。

2．脱水性

⑴就硫酸而言，脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。

⑵脱水性是浓硫酸的化学特性，物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程，反应时，浓硫酸按水分

子中氢氧原子数的比（2∶1）夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。

⑶可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有

机物，被脱水后生成了黑色的炭（碳化）。

浓硫酸
如C12H22O11————>12C + 11H2O

3．强氧化性

⑴跟金属反应

①常温下，浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。

②加热时，浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成SO2

△
Cu + 2H2SO4(浓) === CuSO4 + SO2↑+ 2H2O

△
2Fe + 6H2SO4(浓) === Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O

在上述反应中，硫酸表现出了强氧化性和酸性。

⑵跟非金属反应

热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2。在这

类反应中，浓硫酸只表现出氧化性。

△
C + 2H2SO4(浓) === CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O

△
S + 2H2SO4(浓) === 3SO2↑ + 2H2O

△
2P + 5H2SO4(浓) === 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O

⑶跟其他还原性物质反应

浓硫酸具有强氧化性，实验室制取H2S、HBr、HI等还原性气体不能选用浓硫酸。

△
H2S + H2SO4(浓) === S↓ + SO2↑ + 2H2O

△
2HBr + H2SO4(浓) === Br2↑ + SO2↑ + 2H2O

△
2HI + H2SO4(浓) === I2↑ + SO2↑ + 2H2O

1. 硝酸的性质:
1. 物理性质:
1. 纯硝酸是无色油状液体, 开盖时有烟雾, 挥发性酸.
2. M.p. -42℃, b.p. 83℃. 密度: 1.5 g/cm3, 与水任意比互溶.
3. 常见硝酸a%= 63%-69.2% c= 14-16mol/L. 呈棕色(分析原因) 发烟硝酸.
化学性质:
1. 强腐蚀性: 能严重损伤金属、橡胶和肌肤, 因此不得用胶塞试剂瓶盛放硝酸.
2. 不稳定性: 光或热
4HNO3 ===== 4NO2 + O2 + 2H2O
所以, 硝酸要避光保存.
3. 强酸性: 在水溶液里完全电离, 具有酸的通性.
4. 强氧化性: 浓度越大, 氧化性越强.

还有一些都是通性.

碱的定义

NAOH :http://zhidao.baidu.com/question/32731666.html
Ca(OH)2:http://zhidao.baidu.com/question/7859396.html
KOH