銀白色の金属元素の一つ。

目次 情報 基本情報 一般情報 原子情報 物理特性 同位体 性質 埋蔵量と価格 温泉から採取 安全性 危険性 有害性 環境影響 発見 主な化合物 前後の元素

情報

基本情報

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一般情報

• 元素記号: Sc
• 原子番号: 21
• 周期: 4
• 族: 3族(IIIA族、IIIB族)、希土類
• 分類: 遷移金属元素

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原子情報

• 原子量: 44.955910(8)
• 電子配置:
  • 1s²、2s²、2p⁶、3s²、3p⁶、3d¹、4s²
  • [Ar]3d¹、4s²
• 電子殻: 2、8、9、2
• 原子価: 3
• 酸化数: 0、+3

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物理特性

• 相: 固体
• 融点: 1541℃
• 沸点: 2831℃
• CAS番号: 7440-20-2

同位体

質量数は、36から61までが確認されており、その中に核異性体も存在する。安定同位体は一つのみ。

• ⁴⁵Sc

同位体核種	天然存在比	半減期	崩壊	崩壊後生成物
36Sc			陽子放出	35Ca
37Sc			陽子放出	36Ca
38Sc			陽子放出	37Ca
39Sc			陽子放出	38Ca
40Sc			β+崩壊	40Ca
41Sc			β+崩壊	41Ca
42Sc			β+崩壊	42Ca
43Sc			β+崩壊	43Ca
44Sc			β+崩壊	44Ca
44mSc			IT崩壊	44Sc
			β+崩壊	44Ca
45Sc	100.00%	安定核種(中性子数24)
46Sc	‐	83.79日	β−崩壊	46Ti
47Sc	‐	3.3492日	β−崩壊	47Ti
48Sc	‐	1.82日	β−崩壊	48Ti
49Sc	‐	57.2分	β−崩壊	49Ti
50Sc			β−崩壊	50Ti
51Sc			β−崩壊	51Ti
52Sc			β−崩壊	52Ti
53Sc			β−崩壊	53Ti
54Sc			β−崩壊	54Ti
55Sc			β−崩壊	55Ti
56Sc			β−崩壊	56Ti
57Sc			β−崩壊	57Ti
58Sc			β−崩壊	58Ti
59Sc			β−崩壊	59Ti
60Sc			β−崩壊	60Ti
61Sc			β−崩壊	61Ti

安定核種に対し、質量数が大きすぎるまたは小さすぎる場合は複雑な崩壊となり、質量数が小さいと陽子放射、大きいと中性子放射が同時に起こることがある。

性質

埋蔵量と価格

スカンジウムの埋蔵量は、地殻中に22ppmとされている。この量はコバルトよりやや少ない程度で、量はそこそこ多い。

しかし、埋蔵量と価格は必ずしも一致しないものである。スカンジウムは、かつては工業的な需要があまり無く、採掘も少量に留まっていたため高価だった。当時は、地殻中に0.004ppmしか無い金が1gあたり2500円〜3000円である所、スカンジウムは1gあたり1万円程度した。

近年では、アルミニウムに混ぜると耐熱性や硬度を上げることができ、燃料電池にも使用されるなど工業的な需要も増えたことで価格は下降傾向で、2008(平成20)年秋頃では1kgで約200万円(1gあたり約2000円)とされている。

以前は、希土類の生産は主として支那大陸のチベットで行なわれていた。後にチャイナリスク回避のため世界各国で生産されるようになったが、いずれにせよ日本は全量を輸入に頼っている。

温泉から採取

日本原子力研究開発機構などが2008(平成20)年10月7日、さまざまな希少金属(レアメタル)が溶け込む草津温泉(群馬県吾妻郡草津町)の温泉水中からスカンジウムの回収に成功したと発表した。「液体からスカンジウムだけを採取する技術はおそらく世界初」とされている。

草津温泉の源泉、万代源泉が流れる湯川は、1トンあたり約17mgのスカンジウムが含まれている。今回発表された技術では、1分あたり40リットルを処理でき、回収率は95%以上だとされている。

今後は、耐久性の向上などにより実用化に向けた研究を進め、また他の希少金属の回収にも応用するとしている。

安全性

危険性

• 引火点: (該当資料なし)
• 発火点: (該当資料なし)
• 爆発限界: (該当資料なし)

有害性

• 刺激
  • 腐食性: (該当資料なし)
  • 刺激性: (該当資料なし)
  • 感作性: (該当資料なし)
• 毒性
  • 急性毒性: (該当資料なし)
  • 慢性毒性: (該当資料なし)
  • がん原性: (該当資料なし)
  • 変異原性: (該当資料なし)
  • 生殖毒性: (該当資料なし)
  • 催畸形性: (該当資料なし)
  • 神経毒性: (該当資料なし)

環境影響

• 分解性: (該当資料なし)
• 蓄積性: (該当資料なし)
• 魚毒性: (該当資料なし)

発見

1871(明治4)年にメンデレーエフが「エカ硼素」として元素の存在を予言した。

1879(明治12)年にスウェーデンの科学者Lars Fredrick Nilson(ラルス・フレデリック・ニルソン)によって単離された。名前の由来は、スウェーデンがある「Scandinavia」(スカンジナビア半島)から。

主な化合物

• 塩化スカンジウム六水和物 (20662-14-0)
• 酸化スカンジウム (Sc₂O₃) (12060-08-1)
• 硝酸スカンジウム四水和物 (13465-60-6)
• 硫酸スカンジウム五水和物 (52788-54-2)

前後の元素

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
H																	He
Li	Be											B	C	N	O	F	Ne
Na	Mg											Al	Si	P	S	Cl	Ar
K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
Cs	Ba	*	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
Fr	Ra	**	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts	Og
Uue	Ubn	Ubu
		*	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
		**	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

19 カルシウム ‐ 20 スカンジウム ‐ 21 チタン

リンク

用語の所属
元素
希土類
遷移金属元素
希少金属
SC
関連する用語
ドミトリー・イワノヴィッチ・メンデレーエフ

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