หมู่ 3: หมู่สแกนเดียม

อิเล็กตรอนสามตัวนอกแกนแบบแก๊สมีตระกูล

สแกนเดียมคือ [Ar] 3d¹ 4s² และอิตเทรียมคือ [Kr] 4d¹ 5s² โดยมีอิเล็กตรอน s สองตัวและอิเล็กตรอน d หนึ่งตัวอยู่นอกแกนแบบแก๊สมีตระกูล การสูญเสียทั้งสามตัวทำได้ง่าย ไอออนที่พบทั่วไปจึงมีเพียง Sc³⁺ และ Y³⁺ ซึ่งพบในออกไซด์ เช่น Sc₂O₃ และ Y₂O₃

เมื่ออิเล็กตรอนสามตัวนั้นหายไปแล้ว ก็ไม่เหลืออิเล็กตรอน d สารประกอบส่วนใหญ่จึงเป็นสีขาวหรือไม่มีสี ต่างจากสารประกอบสีสดของโลหะแทรนซิชันหลายชนิด ทั้งสองธาตุยังมีพฤติกรรมคล้ายแลนทาไนด์มาก ซึ่งชอบประจุ 3+ เช่นกัน

เปรียบเทียบสแกนเดียมและอิตเทรียม

เมื่อมีสมาชิกเต็มตัวเพียงสองธาตุ แนวโน้มจึงสั้น อิตเทรียมมีความหนาแน่นสูงกว่า คือ 4.469 g/cm³ เทียบกับ 2.989 g/cm³ ของสแกนเดียม และอิเล็กโทรเนกาทิวิตีต่ำกว่า คือ 1.22 เทียบกับ 1.36 จุดหลอมเหลวของทั้งสองแทบเท่ากัน คือ 1814 K สำหรับสแกนเดียม และ 1799 K สำหรับอิตเทรียม สแกนเดียมเบาสำหรับโลหะแทรนซิชัน หนาแน่นกว่าอะลูมิเนียม (2.7 g/cm³) เพียงเล็กน้อย

เราพบหมู่ 3 ได้ที่ไหน

สแกนเดียมเล็กน้อยช่วยเสริมความแข็งแรงให้โลหะผสมอะลูมิเนียมสำหรับโครงจักรยาน ไม้เบสบอล และชิ้นส่วนเครื่องบิน และสแกนเดียมไอโอไดด์ทำให้หลอดไฟสนามกีฬาบางแบบให้แสงคล้ายแสงกลางวัน อิตเทรียมอะลูมิเนียมการ์เนตเป็นผลึกในเลเซอร์หลายชนิดและในสารเรืองแสงที่เปลี่ยนแสงไฟ LED สีน้ำเงินให้เป็นสีขาว และอิตเทรียมแบเรียมคอปเปอร์ออกไซด์เป็นตัวนำยิ่งยวดตัวแรกที่ใช้งานได้เมื่อทำให้เย็นด้วยไนโตรเจนเหลว

ร่วมกับแลนทาไนด์ สแกนเดียมและอิตเทรียมนับเป็นธาตุหายาก อิตเทรียมตั้งชื่อตามอิตเทอร์บี หมู่บ้านในสวีเดนที่ยังเป็นที่มาของชื่ออิตเทอร์เบียม เทอร์เบียม และเออร์เบียมด้วย

อะไรอยู่ใต้อิตเทรียม

นักเคมียังโต้เถียงกันว่าธาตุใดเติมเต็มหมู่ 3 ตำราหลายเล่มวางแลนทานัม (57) และแอกทิเนียม (89) ไว้ใต้อิตเทรียม ขณะที่นักเคมีหลายคนในปัจจุบันชอบลูทีเชียม (71) และลอว์เรนเซียม (103) มากกว่า เพราะสมบัติหลายอย่างจะต่อเนื่องจากแนวโน้มสแกนเดียม–อิตเทรียมได้ราบรื่นกว่า เว็บไซต์นี้แยกสองอนุกรมไว้ในแถวของตัวเอง และคอลัมน์หมู่ 3 แสดงช่องตัวแทนสำหรับแต่ละอนุกรม