From Wikipedia, the free encyclopedia
ස්කැන්ඩියම් යනු පරමාණුක ක්රමාංකය 21 වු Sc සංකේතයෙන් හදුන්වනු ලබන මූල ද්රව්යකි. රිදීපැහැති-සුදු ආන්තරික ලෝහයක් වන එය ඓතිහාසික වශයෙන් සමහර අවස්ථා වලදී යිට්රියම් සහ ලැන්තනයිඩ හා සමගින් විරල පාංශු මූලද්රව්යයක් ලෙස වර්ගීකරණය කර ඇත. එය ස්කැන්ඩිනේවියාවේහීදී හමුවූ යුක්සෙනයිට් සහ ගැඩොලිනයිට් යන ඛනිජයන්හී වර්ණාවලී විශ්ලේෂණය මගින් 1879 දී සොයා ගන්නා ලදී.
දැනට ස්කැන්ඩියම් ලෝහය බොහෝ තැන්පතු දුලබව පාංශු සහ යුරේනියම් සමග සම්මිශ්රණය වී පවතී. නමුත් ලෝපස් වලින් මෙම ලෝහය වෙන්කරගනු ලබන්නේ ලෝකයේ ඉතා සුළු පතල් සංඛ්යාවකිනි. මක්නිසාදයත් එය ඉතා දුලබ වීමත් ස්කැන්ඩියම් ලෝහය වෙන්කර ගැනීමට ඉතා දුෂ්කර වීමත් නිසාය. එය මුලින්ම කරනලද්දේ 1937 දී වන අතර ස්කැන්ඩියම් වල භාවිතයන් දියුනු වීමටත් පෙර, 1970 වන තුරුම එය කරන ලදී. ස්කැන්ඩියම් සොයගැනීමේ සුබවාදී ප්රතිපලයක් වශයෙන් 1970 දී ඇලුමීනියම් මිශ්ර ලෝහය සොයාගන්නා ලදී.
ස්කන්ඩියම් ලෝහය සාදන සංයෝග වල ගුණ සැලකීමේදී එය ඇලුමීනියම් සහ යිට්රියම් සාදන සංයෝග අතර මධ්යස්තව පවතී. ස්කැන්ඩියම් සහ මැග්නීසියම් ලෝහය අතර හැසිරීමෙහි හරස් සම්බන්ධයක් පවතින අතර එය බෙරලියම් සහ ඇලුමීනියම් අතර පවතින්නාක් මෙනි. 3 වන කාණ්ඩයේ මූලද්රව්ය සාදන සංයෝග සැලකීමෙදී ස්කැන්ඩියම් වල ප්රධාන ඔක්සිකරණ තත්වය වන්නේ +3 ය.
ස්කැන්ඩියම් ලෝහය රිදීපැහැති පෙනුමක් ඇති මෘදු ලෝහයකි. එය වාතය සමග සාදන ඔක්සිඩය තරමක් කහ පැහැති හෝ රතු පැහැති වර්ණයක් ගනී. එය වාතයේ ස්ථායි වන අතර තනුක අම්ල වල යන්තමින් දියවේ. එහි නිර්මාණය වී ඇති විනිවිද නොයන නිෂ්ක්රීය පටලය හේතුවෙන් එය නයිට්රික් අම්ලය (HNO3) 1:1 මිශ්රාණය හයිඩ්රොෆ්ලුඔරික් අම්ලය (HF) සමග ප්රතික්රියා නොකරයි.
ස්කැන්ඩියම්හි ස්වාභාවිකවම 7/2 න්යෂ්ටික සැකැස්ම සහිතව S45 සමස්ථානිකය පවතී. අර්ධ ආයුකාලය දින 83.8 වන Sc46 සමස්ථානිකය සහිත, අර්ධ ආයුකාලය දින 3.35 වන Sc47 සමස්ථානිකය සහිත, අර්ධ ආයුකාලය පැය 43.7 වන Sc48 සමස්ථානිකය සහිත වඩාත්ම ස්ථයි විකිරණශීලී සමස්ථානික දහතුනක් හදුනගෙන තිබේ. ඉතිරි සියලුම විකිරනශීලී සමස්ථානික සඳහා පැය 4 කටත් වඩා අඩු අර්ධ ආයු කාලයක් පවතින අතර ඉන් බහුතරයක්ම සඳහා මිනිත්තු 2 කටත් වඩා අඩු අර්ධ ආයු කාලයක් පවතී. තවද මෙම මූලද්රව්යය සඳහා මිතස්ථායීතාවයන් පහක් පවතින අතර ඉන් වඩාත් ස්ථායි වන්නේ Sc44m (t1/2 = 58.6 h).
ස්කැන්ඩියම්හි සමස්ථානික පරාසය Sc36 සිට Sc60 දක්වා පවතී. Sc45 ස්ථායී සමස්ථානිකයට වඩා පහත් ස්කන්ධයේ මූලික ක්ෂය අවස්ථාව ඉලෙක්ට්රෝන ග්රාහක වන අතර ඉහළ ස්කන්ධ අවස්ථාව බීටා විමෝචනය වේ. Sc45 වඩා පහළ පරමාණුක ස්කන්ධයක් ඇති ආරම්භක ක්ෂය නිෂිපාදිත කැල්සියම් සමස්ථානික වන අතර ඉහළ පරමාණුක ස්කන්ධයක් ඇති ආරම්භක ක්ෂය නිශ්පාදිත ටයිටේනියම් නිෂ්පාදක වේ.
පෘථිවියේ කබොල්ලෙහි ඇති සුලභව ඇති කෝබෝල්ට් ප්රමානණය සමග සසඳන කල (20-30 ppm) ස්කැන්ඩියම් ප්රමාණය ඉතා දුලබ නොවේ. එය ගණන් බලා ඇති අයුරින් 18 පා.ප.මි සිට 25 පා.ප.මි අතර පරාසයක පවතී. පෘථිව්යේ පනස්වන ප්රධානතම මූලද්රව්යය ( පෘථිවි කබොල්ලෙහි තිස්පස්වන සුලභතම මූලද්රව්යය, නමුත් සූර්යාගේ විසිතුන්වන ප්රධානතම මූලද්රව්යය ) ස්කැන්ඩියම් වේ. කෙසේනමුත්, ස්කැන්ඩියම් ව්යාප්තව පවතින අතර එය ස්වල්ප වශයෙන් බොහෝ ලෝහ තුල එකතුව පවතී. ස්කැන්ඩිනේවියා සහ මැඩගස්කර් ප්රදේශ වල ඇති දුලබ ලෝහ වන තෝර්ට්වීටයිට්, යුක්සෙනයිට් සහ ගැඩොලිනයිට් යන ලෝහ ප්රභව වල පමණක් මෙම ලෝහය අන්ත්ර්ගත බව හඳුනාගෙන ඇත. තෝර්ට්වීටයිට් තුළ ස්කැන්ඩියම්, ස්කැන්ඩියම්(ΙΙΙ) ඔක්සයිඩය ලෙස 45% දක්වා ප්රමාණයකට අඩංගු විය හැක. ස්කැන්ඩියම් වල ස්ථායි අවස්ථාව supernovas තුළ r-process මගින් සාදනු ලබයි.
ස්කන්ඩියම් හි ස්කැන්ඩියම් ඔක්සයිඩය ලෝක නිෂ්පාදනය වසරකට ටොන් 2ක් පමණ වේ. මූලික නිෂ්පාදනය කි.ග්රෑම් 400 වන අතර ඉතිරිය සීතල යුද්ධය සමයේදී රුසියාවේ තොග ලෙස රැස්කර තැබීය. 2003 වර්ෂයේ දී ස්කැන්ඩියම් නිෂ්පාදනය කරනු ලැබුවේ පතල් තුනක පමණි. යුරේනියම් සහ යකඩ පතල් යුක්රේනයේ ස්වෝටි වූඩි හි ද, දුලබ භූ පතල් චීනයේ බයන් ඔබෝ වල සහ ඇපටයිට් පතල් රුසියාවේ කෝලා පෙනිසියුලියා වල ද විය. සෑම අවස්ථාවකම ස්කැන්ඩියම් අනෙක් මූලද්රව්ය නිස්සරණයේ දී ලැබුන අතුරු ඵලයක් වන අතර එය ස්කැන්ඩියම් ඔක්සයිඩ් ලෙස විකුණන ලදී.
ස්කන්ඩියම් ලෝහයේ වසරක නිෂ්පාදිත ඇණවුම කි.ග්රෑම් 10 ක් වේ. ඔක්සයිඩය ස්කැන්ඩියම් ෆ්ලුඔරයිඩ් බවට පරිවර්තනය කරන අතර ලෝහ කැල්සියම් සමග ඔක්සිහෘත කරනු ලබයි. ඉහළ ස්කැන්ඩියම් අන්තර්ගතයක් ඇති තෝර්ට්වීටයිට් (Sc,Y)2(Si2O7) සහ කෝල්බෙකයිට් (ScPO4.2H2O) ලෝහ තැන්පතු මැඩගස්කර් සහ නෝර්වේ ඊව්ලන්ඩ් ඊව්ජ් ප්රදේශ අවට පවතින අතර නමුත් ඒවා විනාශ වී නැත.
ස්කන්ඩියම්හි වානිජ භාවිතයන් නිසා එහි විශ්වාසවන්ත බව, ආරක්ශාකාරී බව, ස්ථායී බව සහ දිගුකාලීන නිෂ්පාදනය සීමා වී ඇත. පහත් තත්වයේ භාවිතයන් තිබියදීත් ස්කන්ඩියම් හි සැලකියයුතු ප්රතිලාභ සැලසේ. විශේෂයෙන්ම අලුමීනියම් මිශ්ර ලෝහය තුළ 0.5% තරම් කුඩා ප්රමාණයක් ස්කැන්ඩියම් පවතී. ස්කැන්ඩියම්- ස්ථායී සර්කෝනියා ඝන ඔක්සයිඩ ඉන්ධන කෝෂ වල ඉහල කාර්යක්ෂම තාවයකින් යුත් විද්යුත් විච්ඡේද්යයක් ලෙස භාවිත කරන බැවින් වෙළඳ පළ ඉල්ලුම ඉහළ නැග ඇත.
රසායනවිද්යාවේ දී සම්පූර්නයෙන්ම වාගේ Sc3+ වැනි ත්රිසංයුජ අයණ ප්රමුඛ තැනක් ගනී. පහත දැක්වෙන වගුව දක්වන පරිදි රසායනික ගුණ වලට අනූව M3+ අයණ වල අරය සැලකීමේදී ස්කැන්ඩියම් අයණයේ අරය ඇලුමීනියම් වලට වඩා යිට්රියම් අයණයේ අරයට වඩා සමාන වේ. මෙම සමානතාවය හේතුවෙන් ස්කැන්ඩියම් බොහෝ විට ලැන්තනයිඩ ශ්රේණියේ මූලද්රව්යයක් ලෙස වර්ග කරනු ලැබේ.
Al | Sc | Y | La | Lu |
53.5 | 74.5 | 90.0 | 103.2 | 86.1 |
ඔක්සයිඩ [[Sc2O3]] සහ හයිඩ්රොක්සයිඩ Sc(OH)3 උභයගුණී වේ.
Sc(OH)3 + 3OH- → Sc(OH)63-
Sc(OH)3 + 3OH+ + 3H2O →[Sc(H2O)6]3+
ස්කන්ඩියම් ඔක්සයිඩ් හිඩ්රොක්සයිඩ් (ScO(OH)) වල α සහ γ අවස්ථාවන් වල සහ ඇලුමීනියම් ඔක්සයිඩ් හිඩ්රොක්සයිඩ් ප්රතිපූර්ණ සමාන ව්යුහයන් පවතී. Sc3+ ජලීය ද්රාවනයක් ජල විච්ඡේදනය වීම හේතුවෙන් ආම්ලික වේ.
හේලයිඩ ScX3 (X= Cl, Br,I) ජලයේ ඉතා ඉක්මනින්ම දියවේ. නමුත් ScF3 ජලයේ දිය නොවේ. සියලු හේලයිඩ හතරෙහිම ස්කැන්ඩියම් හි සංයුජතාව 6 වේ. මෙහි හේලයිඩ ලුවිස් අම්ල වේ. උදා: ScF3 වෙඩිපුර ෆ්ලුඔරයිඩ් ඇති ද්රාවණයක දිය වී [ScF6]3- සාදයි. Sc(ΙΙΙ) හි නියම සංයුජතාව 6 වේ. සංයුජතා අංකය 8 සහ 9 විශාල Y3+ සහ Li3+ අයණ වලට පොදු වේ ස්කැන්ඩියම්(ΙΙΙ) ට්රිෆ්ලේට් සමහර අවස්ථා වලදී කාබනික රසායනයේ දී ලුවිස් අම්ල උත්ප්රේරක ලෙස භාවිත කෙරේ.
ලැන්තනයිඩ වල ක්රියාකාරීත්වයට සමානව ස්කැන්ඩියම් ද සයික්ලොපෙන්ටඩිනයිල් ලිගන්ඩ (Cp) සමග ලෝහ-කාබනික ශ්රේණියක් සාදනු ලබයි. උදාහරණයක් වශයෙන් පෙන්ටමෙතිල්සයික්ලොපෙන්ටඩිනයිල් ලිගන්ඩයේ ව්යුත්පන්නයට අදාලව ක්ලෝරීන්-bridge dimer, [ScCp2Cl]2 ගත හැක.
ස්කන්ඩියම් +3 ඔක්සිකරණ අවස්ථාවෙදී හැරුනුකොට අනෙක් ඔක්සිකරණ අවස්ථා වලදී සාදන සංයෝග ඉතා දුලබ වන නමුත් ඒවා විශේෂ ගතිලක්ෂණ වලින් යුක්ත වේ. නිල්-කලු සංයෝගය CsScCl3 ඉන් සරළම එකකි. මෙම ද්රව්යයෙහි ව්යුහය සැලකීමේ දී ස්කැන්ඩියම් (ΙΙ) වටා බන්ධන විසිරී පවතින ආකාරයෙන් දිස්වේ. ස්කැන්ඩියම් හයිඩ්රයිඩ් පිළිබඳ අවබෝධයක් නොමැති වුවද එය ස්කැන්ඩියම් (ΙΙ) හි සැලීන් හයිඩ්රයිඩය මෙන් නොපෙන්වයි. බොහෝ මූලද්රව්යයන් ඊට අනුරූපව හැසිරුනද, පරමාණු දෙකක් ඇති ස්කැන්ඩියම් හයිඩ්රයිඩ් වර්ණාවලීක්ෂයට අනූව වායු අවස්ථාවේ දී ඉහළ උෂ්නත්වයක පවතී. ස්කැන්ඩියම්හි බෝරයිඩ සහ කාබයිඩ ස්ටොයිකියෝමිතියක් නොපෙන්වයි. මක්නිසාදයත් එය යාබදව පිහිටි මූලද්රව්යයන් දෙකක් නිසාවෙනි.
ආවර්තිතා වගුවේ නිර්මාතෘ වන දිමිත්රි මැන්ඩලීව් 1869 දී පරමාණුක ස්කන්ධය 40 ත් 48 ත් අතර වන ඒක-බෝරෝන් මූලද්රව්යයක් පවතින බව අනාවැකි පළ කරන ලදී. ලාස් ෆෙඩ්රික් නීලසන් සහ ඔහුගේ කණ්ඩායම විසින් යුක්සෙනයිට් සහ ගැඩොලිනයිට් ලෝහ තුළ තිබී මෙය අනාවරනය කරගන්නා ලදී. නීල්සන් විසින් ඉතා පිරිසිදු ස්කැන්ඩියම් ඔක්සයිඩ් ග්රෑම් 2ක් පිළියෙල කර ගන්නා ලදී. ඔහු ලතින් භාෂාවේ එන "ස්කැන්ඩිනේවියා" අර්ථය ඇතිව එම මූලද්රව්යය ස්කැන්ඩියම් ලෙස නම්කරන ලදී. නීලසන්ට මැන්ඩලීව් ගේ අනවැකිය පිළිබඳ හරිහැටි අවබෝධයක් නොවිනි. නමුත් පර් ටියෝඩෝ ක්ලීව් එහි අනුරූපතාවය හඳුනාගෙන මැන්ඩලීව් හට දැනුම්දෙන ලදී.
පොටෑසියම්, ලිතියම් සහ ස්කැන්ඩියම් ක්ලෝරයිඩ්ස් සහිත සුද්රාව්ය මිශ්රණයක් සෙල්සියස් අංශක 700-800 ක උෂ්නත්වයකදී විද්යුත් විච්ඡේදනය කිරීමෙන් ස්කැන්ඩියම් ලෝහය පළමු වරට 1937 දී නිෂ්පාදනය කරන ලදී. පළමු පවුම 99% පිරිසිදු ස්කැන්ඩියම් ලෝහයෙන් 1960 දී නිපදවන ලදී. ඇමෙරිකානු පේටන්ට් බලපත්රය අනූව 1971 දී ඇලුමීනියම් මිශ්ර ලෝහ භාවිතය ආරම්භ විය. ඇලුමීනියම්-ස්කැන්ඩියම් මිශ්ර ලෝහ භාවිතයද සෝවියට් සමාජවාදී ජනරජ සමූහ ආණ්ඩුව කාලයේදී දියුණු විය.
ඇලුමීනියම් ලෝහය සමග ස්කැන්ඩියම් මිශ්ර වී තිබීම හේතුවෙන් ඌෂ්නාදික කලාප වල භවිත කරන වෙල්ඩින් කරන ලද ඇලුමීනියම් උපකරණ වල සිදුවන අතිරිත්ත grain growth සීමාකරනු ලබයි. මේහේතුවෙන් සුබදායී ප්රතිඵල දෙකක් ලැබේ. අනෙක් ඇලුමීනියම් මිශ්ර ලෝහ පවතින අවස්ථාවයන්ට වඩා Al2Sc අවක්ෂේපය කුඩා ස්ඵටික ආකාරයෙන් පවතින අතර age-hardening ඇලුමීනියම් මිශ්ර ලෝහයේ grain සීමාවේ පවතින අවක්ෂේපිත නොවූ පරිමාව අඩුකරනු ලබයි. මෙම් ප්රතිපල දෙකම මිශ්ර ලෝහයේ භාවිතය වැඩිකිරීමට හේතු වේ. කෙසේ නමුත්, ටයිටේනියම් මිශ්ර ලෝහ සැහැල්ලුබවින් හා ශක්තිමත් බවින් සමතැනක් ගන්නා අතර ලාභ දායක මෙන්ම පුළුල්ව භාවිතා කරනු ලබයි.
ස්කැන්ඩියම් හි ප්රධාන භාවිතයක් වන්නේ එය ඇලුමීනියම් සමග තනන මිශ්ර ලෝහය සැහැල්ලු බවින් යුක්ත නිසා ගුවන්යානා නිෂ්පාදනය කරන කර්මාන්තයේ දී ඒවායේ කොටස් තැනීමට යොදගනී. මෙම මිශ්ර ලෝහයේ ස්කැන්ඩියම් ලෝහය 0.1% ත් 0.5% ත් අතර ප්රමාණයක් පවතී. විශේෂයෙන්ම මිග්-21 සහ මිග්-29 වැනි රුසියානු යුද්ධමය අහස් යානා සඳහා ඔවුන් මෙම මිශ්ර ලෝහය භාවිත කරන ලදී.
වැඩි සවිශක්තියක් ඇතයි සැලකෙන බේස්බෝල් පිති සහ පා පැදි රාමු සහ කොටස් ඇතුළු සමහර ක්රීඩා උපකරණ ස්කැන්ඩියම්-ඇලුමීනියම් මිශ්ර ලෝහයෙන් තනා ඇත. ලැක්ට්රෝස් පිති ද ටයිටේනියම් හි ශක්තිමත් බව වඩි කිරීමට ස්කැන්ඩියම්-ඇලුමීනියම් මිශ්ර ලෝහය භාවිතා කර නිපදවා ඇත. ඇමෙරිකානු ගිනි අවි නිෂ්පාදන සමාගමක් වන ස්මිත් සහ වෙස්සන් සමගම ද ස්කැන්ඩියම් මිශ්ර ලෝහය යොදගෙන රාමු සමගින් රිවෝල්වර ද කාබන් සහිත දැඩි වානේ හෝ ටයිටේනියම් යොදගෙන සිලින්ඩර ද නිපදවනු ලබයි.
ආසන්න වශයෙන් 20 කි.ග්රැ. (SC2O3 වශයෙන්) පමණ වාර්ශිකව විසර්ජන ලාම්පු නිපදවීම සඳහා ස්කැන්ඩියම් ඇමරිකානු එක්සත් ජනපදය තුළදී යොදාගනු ලැබේ. ස්කැන්ඩියම් අයඩයිඩ් සමගින් සෝඩියම් අයඩයිඩ් යොදගෙන රසදිය-හුමාල පහන නවීකරණය කර ලෝහ-හේලයිඩ පහන නිපදවන ලදී. ටීවී කැමරා සමගින් ප්රමාණවත්පරිදි සමානව හිරුඑළිය ට හොඳ වර්ණ- අභිජනනයක් ලබා දෙන මෙම ලාම්පුව ඉහළ වර්ණ පරිවර්තක දර්ශකයක් සහිත සුදු ආලෝක ප්රභවයකි. ලෝක ව්යාප්තව වසරකට 80 කි.ග්රැ. පමණ ස්කැන්ඩියම් ලෝහ හේලයිඩ/ආලෝක බල්බ සඳහා යොදා ගනු ලබයි. ප්රථම ස්කැන්ඩියම් යොදගෙන සාදන ලද ලෝහ හේලයිඩ ලාම්පුව සඳහා පේටන්ට් බලපත්රය හිමි වූයේ General Elecric වෙතට වන අතර ආරම්භයේ දී උතුරු ඇමරිකානු එක්සත් ජනපදයේ දී නිපදවන ලදුවද ඔවුන් දැන් සියලුම ප්රධාන කාර්මික රටවල නිපදවයි. Sc46 විකිරණශීලී සමස්ථානික ඉන්ධන පිරිපහදුවේ දී tracing agent ලෙස යොදා ගනී. ස්කැන්ඩියම් ට්රයිෆ්ලේට් කාබනික රසායනයේදී ලිවිස් අම්ල උත්ප්රේරකයක් ලෙස භාවිත කෙරේ.
මූලද්රව්යයමය ස්කැන්ඩියම් විෂ නොමැති ද්රව්යයක් ලෙස සලකනු ලබන අතර කුඩා සතුන් යොදගෙන ස්කැන්ඩියම් සහිත සංයෝග මගින් කුඩා පරීක්ෂන සිදුකර ඇත. මීයන් සඳහා මධ්යම ප්රමාණයේ පන නසන බෙහෙතක් (LD50) වන ස්කැන්ඩියම් (ΙΙΙ) ක්ලෝරයිඩ් සොයාගෙන ඇති අතරඑය 4 මි.ග්රැ/කි.ග්රැ ප්රමාණයක් intraperitoneal සඳහා ද 755 මි.ග්රැ/කි.ග්රැ ප්රමාණයක් ඔරල් ඇඩ්මිනිස්ට්රේෂ්න් සඳහාද වේ. මෙම ප්රතිඵලයන්ට අනූව වැටහෙන පරිදි ස්කැන්ඩියම් වල සංයෝග මධ්යම ප්රමාණයේ විෂ සහිත සංයෝග ලෙස සැලකිය යුතුය.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.