1.1　钪的性质

钪（Sc，scandium）在元素周期表中位于第四周期第Ⅲ副族，原子序数为21，相对原子质量为44.956。钪的原子半径为1.6641×10-10m，没有4f电子。由于镧系收缩未能使原子尺寸减小到相应尺寸，导致钪与稀土元素性质有显著的差别，传统上将钪称为广义稀土元素。

1.1.1　钪的物理性质

纯金属钪有光泽，质地柔软，可直接轧成薄片。钪在不同的压力和温度下，可表现出不同的晶型。在常温至1337℃状态下，钪（α-Sc）为六方晶格；当温度达到1337℃以上，钪转变成β-Sc，为体心立方晶格。

钪在常态（标准大气压，室温）下不具有超导性，但是在高压下，钪发生相变具有超导性，钪在某些条件下可以作为超导材料。

当钪中加入高价金属和非磁性杂质时，磁化率降低，但加入铁等磁性杂质时，其磁化率则增加。钪在1.33×103Pa真空中和温度1400～1450℃时极易挥发。

高纯度金属钪具有良好的可加工性，但含有氧和其他非金属杂质元素的钪则加工困难。在惰性气体保护下，采用电弧焊点焊的方法可对钪进行焊接。钪的物理性质见表1.1。

表1.1　钪的物理性质

1.1.2　钪的化学性质

钪是一种很活泼的金属。钪与水反应生成氢气，钪与酸反应形成相应的盐，在空气中很容易被氧化成氧化钪。钪的化学性质与铝极其相似，这也是钪大部分伴生在铝土矿中的原因。

金属钪几乎能与所有的无机酸起反应，生成相应的化合物。钪在其化合物中的主要价态为正三价。金属钪易与空气中的氧气、二氧化碳和水等化合，很快失去像铅一样的光泽。

在室温条件下，金属钪表面被空气中的氧气氧化形成一层氧化物薄膜，可防止继续氧化。钪在空气中200℃时仍很稳定，但超过250℃则剧烈氧化。在纯氧中200℃即剧烈氧化，在潮湿氧气中氧化更快。

在500～800℃的条件下，钪在空气中生成氧化钪。在高温下，钪与卤素、氢、硫、磷、氮、硅和硼等元素反应，生成相应的二元化合物。

钪原子的电子构型为3d14s2，它容易失去三个电子，在水溶液中形成正三价离子，溶液呈无色。钪的存在形式并不是简单的Sc3+，往往是形成稳定的配离子。钪的离子半径为8.1×10-11m，小于镧系元素中离子半径最小的镥（8.5×10-11m），因此，其氢氧化物的碱性很弱。钪在水溶液中某些性质类似于钍和锆。钪的化学性质见表1.2。

表1.2　钪的化学性质

1.1.3　钪的主要同位素及核性质

钪的同位素（包括核异能素）共25种，同位素质量数范围为36～60，热中子俘获截面为25×10-28m2。钪的主要同位素及核性质见表1.3。

表1.3　钪的主要同位素及核性质

1.1.4　钪的毒性

钪的毒性小于汞、镧、铟和镉，但强于铝、钇和钠。钪的氯化物有一定毒性。钪还有致癌作用。钪一旦被动物吸收到体内，则很难排除，最终会集聚在肝脏和肾脏中。