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Scandium

element-chimique-21-scandium

Caractéristiques du scandium

  • Symbole : Sc
  • Masse atomique : 44,955 908 ± 0,000 005u
  • NumĂ©ro CAS : 7440-20-2
  • Configuration Ă©lectronique : [Ar] 3d1 4s2
  • NumĂ©ro atomique : 21
  • Groupe : 3
  • Bloc : Bloc d
  • Famille d’Ă©lĂ©ments : MĂ©tal de transition
  • Point de fusion : −189,36 °C

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Le scandium, élément atomique n°21 de symbole Sc : ses isotopes, ses caractéristiques, ses applications, son histoire et ses occurrences.

MatĂ©riau mĂ©tallique au prix assez Ă©levĂ©, le scandium est classĂ© parmi les terres rares dont il est l’élĂ©ment le plus lĂ©ger (avec les lanthanides et l’yttrium). Il est effectivement tout aussi moins dense que l’aluminium. Il s’agit d’un Ă©lĂ©ment chimique portant le numĂ©ro 21 dans le tableau de classification pĂ©riodique des Ă©lĂ©ments. Son symbole est Sc et il figure parmi les mĂ©taux de transition. Il dispose d’un corps simple qui a un aspect argentĂ© et mou.

Les isotopes du scandium

Il faut savoir que le scandium possĂšde pas moins de 25 isotopes. Ces derniers ont un nombre de masses qui varient entre 36 et 60. On compte Ă©galement 10 isotopes nuclĂ©aires. Parmi celles-ci, seul le 45Sc jouit d’une importante stabilitĂ©. Celui-ci reprĂ©sente la totalitĂ© du scandium prĂ©sent dans la nature. Cette matiĂšre est donc Ă  la fois un Ă©lĂ©ment mononuclĂ©idique et monoisotopique. Pour ce qui est de sa masse atomique standard, celle-ci est de 44,955912(6) u.

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Les autres isotopes les plus stables sont 46Sc, 47Sc et 48Sc. Ils ont respectivement une demi-vie de 83,8 jours, de 3,35 jours et de 43,7 heures. On en compte d’autres qui possĂšdent des demi-vies ne dĂ©passant pas quatre heures et infĂ©rieures Ă  deux minutes. Le moins stable de tous est le 39Sc avec une demi-vie de moins de 300 nanosecondes. Il faut noter que les isotopes du scandium adoptent une masse atomique qui varie de 39,978 uma (40Sc) Ă  53,963 uma (54Sc). Avant 45Sc, le mode de dĂ©sintĂ©gration primaire des isotopes est la capture Ă©lectronique. AprĂšs, on parle plutĂŽt d’émission bĂȘta.

Les caractéristiques les plus notables du scandium

Lorsque le scandium est exposĂ© Ă  l’air, il devient jaunĂątre. Cela est principalement dĂ» Ă  son caractĂšre mĂ©tallique mou, trivalent et particuliĂšrement lĂ©ger. Ses propriĂ©tĂ©s chimiques oscillent entre celles de l’yttrium et de l’aluminium. En ce qui concerne son Ă©tat d’oxydation, celui-ci est +3.

Les applications du scandium

Le scandium est caractĂ©risĂ© par une production mondiale plutĂŽt faible. En effet, on ne compte que quelques tonnes sur une annĂ©e. Son prix est d’ailleurs de 10 000 dollars le kilo. Pour ce qui est de son application, ce matĂ©riau est utilisĂ© dans diffĂ©rents domaines.

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Il est par exemple employĂ© en guise de source lumineuse pour de la vidĂ©o de nuit ou en intĂ©rieur. Dans ce sens, de l’iodure de scandium est ajoutĂ©e dans une lampe Ă  halogĂ©nure mĂ©tallique. La lumiĂšre obtenue est spectralement comparable Ă  celle du soleil, soit une tempĂ©rature de couleur « blanc neutre Â» de 4 000 kelvins.

Du fait d’une demi-vie relativement courte de 84 jours, on se sert de l’isotope radioactif 46Sc comme marqueur. Il est utile durant le craquage pour dĂ©tecter les fuites de canalisations et dans les raffineries de pĂ©trole.

L’utilisation du scandium dans des applications aĂ©rospatiales est Ă©tudiĂ©e du fait de son point de fusion plus Ă©levĂ© que celui de l’aluminium.

Un alliage d’aluminium qui comporte 2 % de scandium s’emploie couramment dans les productions aĂ©ronautiques militaires russes.

Dans l’aluminium, le scandium est le plus puissant antirecristallisant connu. Il s’agit d’une propriĂ©tĂ© qui intĂ©resse l’industrie aĂ©ronautique. À des taux trĂšs faibles, il est utile pour la conservation de texture fibrĂ©e aprĂšs plusieurs traitements thermiques par exemple.

Enfin, l’oxyde de scandium Sc2O3 peut protĂ©ger les surfaces optiques du fait de sa duretĂ©, sa transparence, sa rĂ©sistance aux UV et Ă  la corrosion.

Les occurrences du scandium

Il faut savoir que les sources de scandium concentrĂ© que l’on connaĂźt sont les minerais de gadolinite, d’euxenite et de thortveitite. On en retrouve en petites quantitĂ©s en Scandinavie. En revanche, le scandium mĂ©tallique n’est pas disponible naturellement. On note qu’il est le 23Ăšme Ă©lĂ©ment le plus abondant dans le soleil. Il est seulement le 50Ăšme sur Terre. NĂ©anmoins, il est prĂ©sent uniformĂ©ment dans plus de 800 minĂ©raux sur notre planĂšte.

Le scandium est aujourd’hui un sous-produit issu de la purification de l’uranium. On l’isole de maniĂšre industrielle dans un procĂ©dĂ© de rĂ©duction de fluorure de scandium avec la prĂ©sence de calcium mĂ©tallique.

Précautions et toxicologie

Attention ! La poudre de scandium mĂ©tallique est connue comme une matiĂšre inflammable.

Le scandium dans la fiction

Le scandium est l’élĂ©ment principal dans l’histoire du Cycle d’AntarĂšs dans la bande dessinĂ©e « Les mondes d’AldĂ©baran Â».


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