Jan 10, 2023 Laat een bericht achter

Een korte ontdekkingsgeschiedenis: scandium is het meest geavanceerde overgangsmetaal met een atoomnummer van slechts 21

Een korte ontdekkingsgeschiedenis: Scandium is het meest geavanceerde overgangsmetaal met een atoomnummer van slechts 21. Wat betreft ontdekking is Scandium echter later dan zijn buren op het periodiek systeem der elementen. Zelfs in zeldzame aardmetalen wordt Scandium niet eerder gevonden. De reden voor de late ontdekking is simpel. Alleen het gehalte aan Scandium in de korst, wat overeenkomt met 5 gram per ton korstmateriaal, is veel lager dan bij andere lichte elementen. Bovendien is de scheiding van zeldzame aardmetalen erg moeilijk, dus het is niet eenvoudig om scandium te vinden uit gemengde mineralen. Hoewel het niet is ontdekt, is het bestaan ​​​​van dit element voorspeld. In de eerste editie van het periodiek systeem der elementen, gegeven door Mendelejev in 1869, bleef calcium achter met een atoomgewicht van 45. Later noemde Mendeleev het element tijdelijk naar calcium als Eka-Boron, en gaf enkele fysische en chemische eigenschappen van dit element.

Ontdekkingsproces: aan het einde van de 19e eeuw werd het onderzoek naar zeldzame aardmetalen een hete trend. Een jaar voor de ontdekking van scandium verkreeg de Marignac uit Zwitserland een ander wit oxide dan erbiumaarde door nitraat gedeeltelijk op te lossen uit de rozerode erbiumaarde. Hij noemde dit oxide ytterbium-aarde, wat de zesde plaats is in de ontdekking van zeldzame aardmetalen. LF Nilson (1840-1899) van de Universiteit van Uppsala in Zweden zuiverde erbiumaarde volgens de methode van Malinak en mat nauwkeurig de atoomgewichten van erbium en ytterbium (omdat hij zich in die tijd concentreerde op het nauwkeurig meten van de fysische en chemische constanten van zeldzame aardmetalen elementen om de periodieke wet der elementen te verifiëren).

Na 13 keer gedeeltelijke ontleding werd 3,5 g zuivere ytterbiumaarde verkregen. Maar op dat moment gebeurde er iets vreemds. Malinak gaf het atoomgewicht van ytterbium 172,5, terwijl Nielsen slechts 167,46 kreeg. Nelson was zich terdege bewust van welke lichtelementen erin zouden kunnen zitten. Dus ging hij door met het verwerken van de verkregen ytterbium-aarde met hetzelfde proces. Uiteindelijk, toen er nog maar een tiende van het monster over was, daalde het gemeten atoomgewicht tot 134,75; Tegelijkertijd werden ook enkele nieuwe absorptielijnen in de spectra gevonden. Nelson noemde Scandium naar zijn geboorteland Scandinavië. In 1879 publiceerde hij officieel zijn onderzoeksresultaten. In zijn paper noemde hij ook veel chemische eigenschappen van scandiumzout en scandiumaarde. In dit artikel gaf hij echter niet het exacte atoomgewicht van scandium, noch bepaalde hij de positie van scandium in de elementencyclus.

Nelsons goede vriend, PT Cleve (1840~1905), die ook lesgeeft aan de Universiteit van Uppsala, doet dit werk ook samen. Uitgaande van Erbium-aarde, elimineerde hij Erbium-aarde als een groot aantal componenten, en scheidde vervolgens ytterbium-aarde en scandium-aarde af, en vond holmium en thulium, twee nieuwe zeldzame-aarde-elementen, uit het residu. Als bijproduct zuiverde hij scandiumaarde en begreep hij de fysische en chemische eigenschappen van scandium verder. Zo werd de ronddrijvende fles die door Mendelejev was losgelaten uiteindelijk door Cliff opgepikt na tien jaar slapen.

Aanvraag sturen

Huis

Telefoon

E-mail

Onderzoek