| 스칸듐 Scandium | |||
| 원자번호 | 21 | 기호 | Sc |
| 분류 | 전이 원소 | 상태 | 고체 |
| 원자량 | 44.955908 | 밀도 | 2.985 g/cm3 |
| 녹는점 | 1541 °C | 끓는점 | 2836 °C |
| 용융열 | 14.1 kJ/mol | 증발열 | 332.7 kJ/mol |
| 원자가 | 3 | 이온화에너지 | 633.1, 1235.0, 2388.6 kJ/mol |
| 전기음성도 | 1.36 | 전자친화도 | 18.1 kJ/mol |
| 발견 | L. F. Nilson (1879) | ||
| CAS 등록번호 | 7440-20-2 | ||
| 원소 분류 (배경색) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 알칼리 금속 | 알칼리 토금속 | 란타넘족 | 악티늄족 | 전이 금속 | 전이후 금속 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 준금속 | 비금속 | 할로젠 | 비활성 기체 | 미분류 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 상온(298K(25°C), 1기압 )원소 상태 (글자색) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ● 고체 | ● 액체 | ● 기체 | ● 미분류 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 이탤릭체 : 자연계에 없는 인공원소 또는 극미량으로 존재하는 원소 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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주기율표 제3족에 속하는 희토류원소의 하나로, 원소기호는 Sc이다. 이름의 유래는 노르웨이와 스웨덴이 위치한 스칸디나비아 반도.
주기율표의 작성자 멘델레예프는 칼슘(원자량 40)과 티타늄(원자량 48) 사이에 새로운 원소가 있다고 예언했고, 이를 에카붕소라는 가명을 붙였다. 그것이 스칸듐이다.
1879년, 스웨덴의 학자 닐손은 가돌리나이트의 성분 중에 섞여 있는 새로운 원소를 발견했고, 여기에 스칸듐이라는 이름을 붙였다. 하지만 그는 이 새로운 원소가 에카붕소라는 것을 알아차리지 못했고, 그것을 밝혀낸 사람은 닐슨의 동료인 테오도르 클레베였다.
산화스칸듐을 주성분으로 하는 광물로 토르트바이타이트가 있다. 이 광물은 1910년 노르웨이의 페그마타이트에서 발견된 것으로, 산출량이 아주 한정되어 있다. 사실 스칸듐은 수많은 금속 산화물과 고용체를 이루므로 많은 광물에 극미량이 포함되어있지만, 상업적으로 채취할 수 있을 정도로 함량이 높은 광석은 거의 없다시피하다. 따라서 다른 희토류 원소와는 다르게 정해진 산출지 역시 없다.[1] 따라서 가격은 kg당 $2,000 ~ $4,000 정도로 비싸고 가격도 불안정하다. 공업적으로는 우라늄이나 텅스텐을 정제할 때 부산물로서 얻을 수 있다.
스칸듐은 야구장의 조명에도 쓰이는 메탈 할라이드 램프에 이용된다. 메탈 할라이드 램프란 발광관에 스칸듐/나트륨 등의 금속을 넣고 방전하는 것으로 태양광과 비슷한 빛을 발하는 것이다. 이 램프는 할로겐 램프에 비해 밝고 수명도 길다. 게다가 소비전력도 50% 정도 적기 때문에 전시물 혹은 영화 촬영용 조명이나 식물재배용 조명으로도 높이 평가된다.
알루미늄과 합금하면 알루미늄의 가벼운 성질을 유지하면서도 강도와 내구성을 비약적으로 개선시키기 때문에[2], 총기나 인라인스케이트, 자전거의 프레임 등에도 사용된다. 특히 총기 시장에서 선풍적인 바람을 일으키고 있는데, S&W가 스칸듐을 애용하기 시작한 회사. 무게가 지나치게 가벼워지다보니 스칸듐 합금 프레임을 쓴 총기는 가벼워서 휴대는 좋지만 무게가 줄어서 반동이 강해져서 좀 불편하다는 소리까지 나올 정도다.
다만 스칸듐은 알루미늄 합금으로 사용할때만 이런 우수한 성능을 발휘하기 때문에[3], 기존에 알루미늄을 쓰지 않던 부품에는 스칸듐을 사용하지 못한다. 즉 총신과 슬라이드, 노리쇠 같은 강철로만 만들어야 하는 강해야 하는 부품에는 스칸듐도 소용없다.- ↑ 우크라이나의 조브티 보디(Zhovti Vody)에는 한 때 스칸듐 광산이 있어 소련이 붕괴 직전에 MiG-29의 제작에 활용하려 하였지만, 현재는 광산이 침수되어 운영이 사실상 중단되었다고 한다.
- ↑ The Properties and Application of Scandium-Reinforced Aluminum, Ahmad, Z., JOM Feb. 2003
- ↑ 알루미늄 합금은 석출 경화를 통해 강도를 증신시키는데, 이 과정에서 미량 첨가된 스칸듐은 미세한 Al3Sc 결정을 생성하여 알루미늄 결정의 지나친 성장과 알루미늄 결정 내부/결정간 경계를 지나는 전위(Dislocation)의 이동을 동시에 막는다. 즉, 석출 경화를 통해 얻으려는 모든 효과를 크게 증대시킨다. (Ibid., 37-38.) 다른 합금은 원자간 거리 문제 혹은 강도 증진 방식의 차이로 인해 스칸듐이 포함되어도 별다른 이득을 보지 못한다.