Groep 3: de scandiumgroep

Drie elektronen buiten de edelgaskern

Scandium is [Ar] 3d¹ 4s² en yttrium is [Kr] 4d¹ 5s²: twee s-elektronen en één d-elektron zitten buiten een edelgaskern. Alle drie afstaan gaat gemakkelijk, dus de enige gangbare ionen zijn Sc³⁺ en Y³⁺, te vinden in oxiden zoals Sc₂O₃ en Y₂O₃.

Zodra die drie elektronen weg zijn, blijven er geen d-elektronen over, dus de meeste verbindingen zijn wit of kleurloos, anders dan de felle verbindingen van veel overgangsmetalen. Beide elementen gedragen zich ook sterk als de lanthaniden, die eveneens een 3+-lading verkiezen.

Scandium en yttrium vergeleken

Met slechts twee volwaardige leden is de trend kort. Yttrium is dichter, 4,469 g/cm³ tegenover 2,989 g/cm³ voor scandium, en zijn elektronegativiteit is lager, 1,22 tegenover 1,36. Hun smeltpunten liggen bijna gelijk: 1814 K voor scandium en 1799 K voor yttrium. Scandium is licht voor een overgangsmetaal, slechts iets dichter dan aluminium (2,7 g/cm³).

Waar je groep 3 tegenkomt

Een beetje scandium versterkt aluminiumlegeringen voor fietsframes, honkbalknuppels en vliegtuigonderdelen, en scandiumjodide geeft sommige stadionlampen een gloed als daglicht. Yttriumaluminiumgranaat is het kristal in veel lasers en in de fosfor die blauw ledlicht wit maakt, en een yttriumbariumkoperoxide was de eerste supergeleider die werkte bij koeling met vloeibare stikstof.

Samen met de lanthaniden tellen scandium en yttrium als zeldzame aardmetalen. Yttrium is genoemd naar Ytterby, een Zweeds dorp dat ook zijn naam gaf aan ytterbium, terbium en erbium.

Wat staat er onder yttrium?

Scheikundigen discussiëren nog steeds over welke elementen groep 3 afmaken. Veel leerboeken plaatsen lanthaan (57) en actinium (89) onder yttrium, terwijl veel scheikundigen nu de voorkeur geven aan lutetium (71) en lawrencium (103), omdat meerdere eigenschappen dan soepeler de trend van scandium en yttrium voortzetten. Deze site houdt beide reeksen in hun eigen rijen, en de kolom van groep 3 toont voor elk een plaatshouder.