スカンジウムのソースを表示

{{Elementbox
|name=scandium
|japanese name=スカンジウム
|number=21
|symbol=Sc
|left=[[カルシウム]]
|right=[[チタン]]
|above=-
|below=[[イットリウム|Y]]
|pronounce={{IPAc-en|ˈ|s|k|æ|n|d|i|əm}} {{respell|SKAN|dee-əm}}
|series=遷移金属
|group=3
|period=4
|block=d
|appearance=銀白色
|image name= Scandium_sublimed_dendritic_and_1cm3_cube.jpg
|atomic mass=44.955912
|atomic mass 2=6
|atomic mass comment=
|electron configuration=&#91;[[アルゴン|Ar]]&#93; 3d<sup>1</sup> 4s<sup>2</sup>
|electrons per shell=2, 8, 9, 2
|phase=固体
|density gplstp=
|density gpcm3nrt=2.985
|density gpcm3nrt 2=
|density gpcm3mp=2.80
|melting point K=1814
|melting point C=1541
|melting point F=2806
|boiling point K=3109
|boiling point C=2836
|boiling point F=5136
|triple point K=
|triple point kPa=
|critical point K=
|critical point MPa=
|heat fusion=14.1
|heat fusion 2=
|heat vaporization=332.7
|heat capacity=25.52
|vapor pressure 1=1645
|vapor pressure 10=1804
|vapor pressure 100=(2006)
|vapor pressure 1 k=(2266)
|vapor pressure 10 k=(2613)
|vapor pressure 100 k=(3101)
|vapor pressure comment=
|crystal structure=hexagonal
|japanese crystal structure=[[六方晶系]]
|oxidation states='''3''', 2<ref name="McGuire">{{cite journal|title = Preparation and Properties of Scandium Dihydride|first =Joseph C.|last = McGuire|coauthor =Kempter, Charles P.|journal = Journal of Chemical Physics|volume = 33|pages =1584–1585|year = 1960|doi = 10.1063/1.1731452}}</ref>, 1 <ref name="Smith">{{cite journal|title = Diatomic Hydride and Deuteride Spectra of the Second Row Transition Metals|first =R. E.|last = Smith | journal = Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences|volume = 332|pages = 113–127|issue = 1588|year = 1973|doi = 10.1098/rspa.1973.0015}}</ref>
|oxidation states comment=[[両性酸化物]]
|electronegativity=1.36
|number of ionization energies=4
|1st ionization energy=633.1
|2nd ionization energy=1235.0
|3rd ionization energy=2388.6
|atomic radius=[[1 E-10 m|162]]
|atomic radius calculated=
|covalent radius=[[1 E-10 m|170 ± 7]]
|Van der Waals radius=[[1 E-10 m|211]]
|magnetic ordering=[[常磁性]]
|electrical resistivity=（[[室温]]）(α, poly)<br />calc. 562 n
|electrical resistivity at 0=
|electrical resistivity at 20=
|thermal conductivity=15.8
|thermal conductivity 2=
|thermal diffusivity=
|thermal expansion=（[[室温]]）(α, poly)<br />10.2
|thermal expansion at 25=
|speed of sound=
|speed of sound rod at 20=
|speed of sound rod at r.t.=
|Young's modulus=74.4
|Shear modulus=29.1
|Bulk modulus=56.6
|Poisson ratio=0.279
|Mohs hardness=
|Vickers hardness=
|Brinell hardness=750
|CAS number=7440-20-2
|isotopes=
{{Elementbox_isotopes_decay3 | mn=[[スカンジウム44m|44m]] | sym=Sc | na=[[人工放射性同位体|syn]] | hl=[[1 E5 s|58.61 h]] | dm1=[[核異性体転移|IT]] | de1=0.2709 | pn1=[[スカンジウム44|44]] | ps1=Sc |
dm2=[[ガンマ崩壊|γ]] | de2=1.0, 1.1, 1.1 | pn2=[[スカンジウム44|44]] | ps2=Sc |
dm3=[[電子捕獲|ε]] | de3=- | pn3=[[カルシウム44|44]] | ps3=[[カルシウム|Ca]]}}
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=[[スカンジウム45|45]] | sym=Sc | na=100% | n=24}}
{{Elementbox_isotopes_decay2 | mn=[[スカンジウム46|46]] | sym=Sc | na=[[人工放射性同位体|syn]] | hl=[[1 E6 s|83.79 d]] | dm1=[[ベータ崩壊|β<sup>-</sup>]] | de1=0.3569 | pn1=[[チタン46|46]] | ps1=[[チタン|Ti]] |
dm2=[[ガンマ崩壊|γ]] | de2=0.889, 1.120 | pn2= | ps2=-}}
{{Elementbox_isotopes_decay2 | mn=[[スカンジウム47|47]] | sym=Sc | na=[[人工放射性同位体|syn]] | hl=[[1 E5 s|3.3492 d]] | dm1=[[ベータ崩壊|β<sup>-</sup>]] | de1=0.44, 0.60 | pn1=[[チタン47|47]] | ps1=[[チタン|Ti]] |
dm2=[[ガンマ崩壊|γ]] | de2=0.159 | pn2= | ps2=-}}
{{Elementbox_isotopes_decay2 | mn=[[スカンジウム48|48]] | sym=Sc | na=[[人工放射性同位体|syn]] | hl=[[1 E5 s|43.67 h]] | dm1=[[ベータ崩壊|β<sup>-</sup>]] | de1=0.661 | pn1=[[チタン48|48]] | ps1=[[チタン|Ti]] |
dm2=[[ガンマ崩壊|γ]] | de2=0.9, 1.3, 1.0 | pn2= | ps2=-}}
}}
'''スカンジウム'''（{{lang-lan|scandium}}<ref>http://www.encyclo.co.uk/webster/S/25</ref>）は[[原子番号]] 21 の[[元素]]。[[元素記号]]は '''Sc'''。

== 概要 ==
[[遷移元素]]で、[[イットリウム]]と共に[[希土類元素]]に分類される。[[第3族元素]]の一つで、スカンジウム族元素の一つでもある。銀白色の[[金属]]で、[[比重]]は2.99、[[融点]]は1541 {{℃}}、[[沸点]]は2831 {{℃}}（融点、沸点とも異なる実験値あり）。常温常圧で安定な[[結晶構造]]は[[六方最密充填構造]] (HCP, α-Sc)。

[[水]]にはゆっくり溶け、熱水や[[酸]]には易溶。常温において空気中で[[酸化]]され、[[第17族元素|ハロゲン元素]]と反応する。安定な[[原子価]]は3価。比較的希少な金属である。トルトベイト石などに含まれる。

== 歴史 ==
1879年に[[スウェーデン]]の分析学者ラルス・ニルソンにより[[ガドリン石]]から発見され、[[スカンジナビア]]にちなんで名付けられた。ほぼ同時にこれを発見したクレーヴェにより、1870年に[[ドミトリ・メンデレーエフ]]が存在を予言した[[エカ]][[ホウ素]]にあたると判明した<ref>{{Cite |和書 |author =[[桜井弘]]|||title = 元素111の新知識|date = 1998| pages = 123|publisher =[[講談社]]| series = |isbn=4-06-257192-7 |ref = harv }}</ref>。

== スカンジウムの化合物 ==
* [[酸化スカンジウム(III)]] (Sc<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)
* [[塩化スカンジウム(III)]] (Sc</sub>Cl<sub>3</sub>)
* [[硝酸スカンジウム(III)]] (Sc</sub>(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>)

== 同位体 ==
{{main|スカンジウムの同位体}}

== 用途 ==
スカンジウムは反応性と価格が共に高いため、[[化合物]]の応用法の研究開発はあまり進まなかった。このため以前は[[有機化学]]の限られた分野で[[触媒]]としてわずかに用いられるにとどまっていたが、現在は用途の拡大に伴い新素材として注目されている。その筆頭格が照明での利用で、[[ヨウ化スカンジウム]] ScI<sub>3</sub> を[[メタルハライドランプ]]に使用してより強い光を得られる。ほかの用途としては、[[アルミニウム合金]]への添加、ニッケル・アルカリ[[蓄電池]]の[[陽極]]にスカンジウムを加えて[[電圧]]の安定や長寿命化を計ったり、[[ジルコニア]][[磁器]]に酸化スカンジウム(III)を添加してひび割れを防ぐなどの用途がある。

スカンジウムの重量比でみた主要な用途は、高機能素材であるアルミニウム-スカンジウム[[合金]]の形での、一部の航空宇宙用部品、スポーツ用品（[[自転車]]、[[野球]]の[[バット (野球)|バット]]、[[射撃]]、[[ラクロス]]など）の材料である。しかしこれらの分野では、軽さや強度が近い[[チタン]]の方がはるかに多く利用されている。

スカンジウムを[[アルミニウム]]に添加すると、[[溶接]]における加熱部分での再結晶化や結晶粒成長が大幅に抑制される。アルミニウムは[[面心立方構造]]の金属であり、粒径の縮小はそれほど強度に対する効果がない。しかし Al<sub>3</sub>Sc が細かく分散することによって、合金中にいろいろな析出相が有るにもかかわらず、ミクロな単位で強度が増大する。本来の添加の目的は、溶接可能な構造材用合金の加熱時の過度な結晶粒成長の抑制であるが、添加によって二つの効果が促進される。一つは他の相がより細かく析出することによる強度の大幅な増大で、もう一つは時効硬化型合金における粒界の非析出帯の減少である。

最初にアルミニウム-スカンジウム合金が使用されたのは、旧[[ソビエト連邦]]の一部の[[潜水艦発射弾道ミサイル]]のノーズ・コーンである。海氷を貫通しても[[ミサイル]]本体が壊れないほどの強度を確保できたため、北極海での、海氷下に潜行中のミサイル発射が可能になった。

{{仮リンク|トリフルオロメタンスルホン酸スカンジウム|en|Scandium triflate}}は、[[有機化学]]において[[ルイス酸]][[触媒]]として用いられる。

1990年代半ばに[[東邦瓦斯|東邦ガス]]の水谷らが、[[酸化ジルコニウム(IV)]]に酸化スカンジウム(III)を4-11 mol%固溶させたスカンジア安定化ジルコニアを[[燃料電池#固体酸化物形燃料電池|固体酸化物燃料電池]]の[[電解質]]として見い出し、2000年になって[[第一稀元素化学工業]]の柿田らによって世界で初めて工業生産された。これまで高価と思われていたスカンジウムが市場に安価に供給されつつある。

== 出典 ==
{{Reflist}}

== 関連項目 ==
{{Commons|Scandium}}

{{元素周期表}}
{{スカンジウムの化合物}}

{{DEFAULTSORT:すかんしうむ}}
[[Category:スカンジウム|*]]

{{Link GA|en}}