Jan 10, 2023 Eine Nachricht hinterlassen

Eine kurze Entdeckungsgeschichte: Scandium ist das fortschrittlichste Übergangsmetall mit einer Ordnungszahl von nur 21

Eine kurze Entdeckungsgeschichte: Scandium ist das am weitesten fortgeschrittene Übergangsmetall mit einer Ordnungszahl von nur 21. Allerdings ist Scandium in Sachen Entdeckung später als seine Nachbarn im Periodensystem der Elemente. Selbst in seltenen Erden wird Scandium nicht früher gefunden. Der Grund für seine späte Entdeckung ist einfach. Lediglich der Gehalt an Scandium in der Kruste ist mit 5 Gramm pro Tonne Krustenmaterial deutlich geringer als bei anderen leichten Elementen. Darüber hinaus ist die Trennung von Seltenerdelementen sehr schwierig, sodass es nicht einfach ist, Scandium aus gemischten Mineralien zu finden. Obwohl es noch nicht entdeckt wurde, wurde die Existenz dieses Elements vorhergesagt. In der ersten Ausgabe des Periodensystems der Elemente, die von Mendeleev im Jahr 1869 gegeben wurde, wurde eine Lücke mit dem Atomgewicht 45 hinter Calcium gelassen. Später benannte Mendeleev das Element nach Calcium vorübergehend als Eka-Bor und gab einige physikalische und chemische Eigenschaften dieses Elements an.

Entdeckungsprozess: Ende des 19. Jahrhunderts wurde die Erforschung von Seltenen Erden zu einem heißen Trend. Ein Jahr vor der Entdeckung von Scandium erhielt de Marignac aus der Schweiz ein weißes Oxid, das sich von Erbiumerde unterschied, indem er Nitrat teilweise aus der rosaroten Erbiumerde löste. Er nannte dieses Oxid Ytterbiumerde, das den sechsten Platz bei der Entdeckung von Seltenerdelementen einnimmt. LF Nilson (1840-1899) von der Universität Uppsala in Schweden reinigte Erbiumerde nach Malinaks Methode und maß die Atomgewichte von Erbium und Ytterbium genau (weil er sich zu dieser Zeit auf die genaue Messung der physikalischen und chemischen Konstanten von Seltenen Erden konzentrierte). Elemente zur Überprüfung des periodischen Elementegesetzes).

Nach 13-maliger teilweiser Zersetzung wurden 3,5 g reine Ytterbiumerde erhalten. Aber zu diesem Zeitpunkt geschah etwas Seltsames. Malinak gab das Atomgewicht von Ytterbium mit 172,5 an, während Nielsen nur 167,46 erhielt. Nelson war sich sehr bewusst, welche Lichtelemente sich darin befinden könnten. So verarbeitete er die gewonnene Ytterbiumerde mit dem gleichen Verfahren weiter. Als schließlich nur noch ein Zehntel der Probe übrig war, fiel das gemessene Atomgewicht auf 134,75; Gleichzeitig wurden auch einige neue Absorptionslinien in den Spektren gefunden. Nelson benannte Scandium nach seiner Heimat Skandinavien. 1879 veröffentlichte er seine Forschungsergebnisse offiziell. In seiner Arbeit erwähnte er auch viele chemische Eigenschaften von Scandiumsalz und Scandiumerde. In dieser Arbeit gab er jedoch weder das genaue Atomgewicht von Scandium an, noch bestimmte er die Position von Scandium im Elementzyklus.

Nelsons guter Freund, PT Cleve (1840~1905), der ebenfalls an der Universität Uppsala lehrt, arbeitet ebenfalls gemeinsam an dieser Arbeit. Ausgehend von Erbiumerde eliminierte er Erbiumerde als eine große Anzahl von Komponenten, trennte dann Ytterbiumerde und Scandiumerde ab und fand aus dem Rückstand Holmium und Thulium, zwei neue Seltenerdelemente. Als Nebenprodukt reinigte er Scandiumerde und verstand die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Scandium weiter. Auf diese Weise wurde die von Mendeleev freigegebene treibende Flasche schließlich von Cliff nach zehn Jahren Schlaf aufgehoben.

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