Số nguyên tử: 21
Kí hiệu nguyên tố: Sc
Trọng lượng nguyên tử: 44,955912
Màu sắc: trắng bạc
Pha: rắn
Phân loại: kim loại chuyển tiếp
Điểm nóng chảy: 1541oC
Điểm sôi: 2836oC
Cấu trúc tinh thể: hình sáu cạnh
Tên gọi phản ánh phần nào lịch sử của nguyên tố nằm tại đầu nhóm 3 của bảng tuần hoàn hóa học. Scandium lần đầu tiên được phát hiện trong lúc phân tích một mẫu khoáng chất thu nhặt ở Scandinavia.
Sự tồn tại của nó không có gì quá bất ngờ – ít ra là không phải với tất cả mọi người. Dmitri Medeleev, nhà hóa học người Nga, người đầu tiên thiết lập bảng tuần hoàn vào năm 1869, cho rằng phải có một nguyên tố nữa lấp vào khoảng trống trong bảng giữa calcium (số nguyên tử 20) và titanium (số nguyên tử 22). Ông gọi chất chưa biết này là “eka-boron”. Tên gọi trích từ eka, tiếp ngữ Sankrit có nghĩa là “một” và “boron” (một nguyên tố mà Mendeleev ban đầu liệt vào đầu nhóm 3 và như vậy đây là chỗ mà eka-boron phải nằm). Đúng mười năm sau, Lars Fredrik Nilson, thuộc trường Đại học Uppsala ở Thụy Điển, lần đầu tiên tách được scandium từ một mẫu phức khoáng euxenite.
Dẫu vậy, chỉ những lượng rất nhỏ một chất rắn màu trắng gọi là scandia, scandium oxide, được người ta tạo ra. Nilson đã sử dụng kĩ thuật quang phổ để xác nhận rằng ông đã tìm thấy một nguyên tố mới. Đây là kĩ thuật trong đó một chất được đốt cháy và ánh sáng do nó phát ra được cho đi qua một lăng kính để tách thành các màu thành phần của nó. Một số màu này xuất hiện dưới dạng những vệt đen – trong đó các nguyên tử của nguyên tố đã hấp thụ những bước sóng ánh sáng nhất định – và hình ảnh các vệt đó là độc nhất đối với mỗi nguyên tố. Mẫu của Nilson hấp thụ ánh sáng ở một dải bước sóng trước đó chưa từng thấy.
Một mẫu scandium. Bổ sung kim loại chuyển tiếp này vào nhôm làm tăng vượt bậc độ bền của hợp kim nên chúng được dùng trong chế tạo máy bay.
Mất một khoảng thời gian dài nữa thì những lượng lớn kim loại scandium mới được chế tạo, vào năm 1937. Một phần khó khăn là vì scandium phân bố quá thưa thớt trong lớp vỏ Trái đất. Trái với các nguyên tố có thể khai khoáng khác, ví dụ như sắt và vàng, các quặng trầm tích scandium có hàm lượng rất thấp. Cần phải khai thác và xử lí một lượng lớn khoáng chất mới chế tạo được một lượng nhỏ kim loại màu trắng bạc này. Tình hình đó vẫn giữ nguyên đến ngày nay và, vì lí do này, tổng sản lượng scandium toàn cầu chỉ là vài chục kilogram mỗi năm.
Tuy nhiên, scandium lại có công dụng thương mại. Thêm chỉ một lượng nhỏ xíu scandium (cỡ 0,1%) vào nhôm, chẳng hạn, làm tăng vượt bậc độ bền và các cơ tính khác của hợp kim thu được – tăng trội đến mức hợp kim scandium-nhôm được sử dụng trong chế tạo máy bay, nhất là chiến đấu cơ Mig-29 của Nga. Chúng còn được ứng dụng trong các dụng cụ thể thao hiệu quả cao, ví dụ như vợt bóng chày và khung xe đạp. Trong khi đó, dung dịch scandium nguyên chất làm tăng tốc độ nảy mầm của các hạt ngũ cốc.
Một ứng dụng bất ngờ khác của scandium là trong đèn phóng điện. Các đèn này hoạt động bằng cách dùng dòng điện làm ion hóa hơi, sau đó chúng phát sáng. Thêm scandium vào hơi làm dịu chất lượng ánh sáng, khiến nó trông giống ánh sáng tự nhiên hơn và vì thế nó là một lựa chọn tốt cho các studio và các sân thể thao. Mặc dù scandium là hiếm trên Trái đất, nhưng nó có nhiều trong không gian vũ trụ – nó đã được phát hiện trong ánh sáng đến từ Mặt trời, cũng như các vì sao ở xa.
Trích The Periodic Table – Paul Parsons & Gail Dixson
