Група 3: група скандію

Три електрони понад остовом благородного газу

Скандій має конфігурацію [Ar] 3d¹ 4s², а ітрій — [Kr] 4d¹ 5s²: два s-електрони й один d-електрон розташовані поза остовом благородного газу. Віддати всі три легко, тому єдині поширені йони — Sc³⁺ та Y³⁺, що містяться в оксидах, таких як Sc₂O₃ і Y₂O₃.

Щойно ці три електрони втрачено, d-електронів не лишається, тому більшість їхніх сполук білі або безбарвні, на відміну від яскравих сполук багатьох перехідних металів. Обидва елементи також поводяться подібно до лантаноїдів, які теж віддають перевагу заряду 3+.

Порівняння скандію та ітрію

Маючи лише двох повноправних членів, тенденція коротка. Ітрій щільніший: 4,469 g/cm³ проти 2,989 g/cm³ у скандію, а його електронегативність нижча: 1,22 проти 1,36. Їхні температури плавлення майже однакові: 1814 K для скандію та 1799 K для ітрію. Для перехідного металу скандій легкий, лише трохи щільніший за алюміній (2,7 g/cm³).

Де ви зустрічаєте групу 3

Трохи скандію зміцнює алюмінієві сплави для велосипедних рам, бейсбольних бит і деталей літаків, а скандій йодид дає деяким стадіонним лампам світіння, схоже на денне. Ітрій-алюмінієвий гранат — це кристал у багатьох лазерах і у люмінофорі, що перетворює синє світло світлодіодів на біле, а ітрій-барій-купрум оксид став першим надпровідником, що працює за охолодження рідким азотом.

Разом із лантаноїдами скандій та ітрій належать до рідкісноземельних елементів. Ітрій названо на честь Іттербю — шведського села, яке також дало назву ітербію, тербію та ербію.

Що стоїть під ітрієм?

Хіміки досі сперечаються, які елементи завершують групу 3. Багато підручників ставлять під ітрій лантан (57) та актиній (89), а багато хіміків нині віддають перевагу лютецію (71) та лоуренсію (103), бо тоді кілька властивостей плавніше продовжують тенденцію скандій–ітрій. Цей сайт тримає обидва ряди в їхніх окремих рядках, а стовпчик групи 3 показує для кожного заглушку.