Scandium Sc

Entdeckung

Als Dmitri Mendelejew 1869–1871 sein Periodensystem veröffentlichte, ließ er Lücken für Elemente, die existieren sollten, aber noch nicht entdeckt waren. Eines davon, unterhalb von Bor, nannte er Eka-Bor und sagte eine Atommasse von etwa 44 sowie die Eigenschaften seines Oxids voraus.

1879 analysierte der schwedische Chemiker Lars Fredrik Nilson die seltenen skandinavischen Minerale Euxenit und Gadolinit in der Hoffnung, Seltenerdelemente zu isolieren. Er fand ein neues Oxid mit einem charakteristischen Spektrum und nannte dessen Element Scandium. Bald darauf zeigte sein Kollege Per Teodor Cleve, dass Scandium bemerkenswert gut zu Mendelejews Eka-Bor passte – eine der ersten großen Bestätigungen des Periodengesetzes.

Metallisches Scandium wurde erst 1937 hergestellt, als deutsche Chemiker eine Schmelze aus Kalium-, Lithium- und Scandiumchlorid elektrolysierten. Erst in den 1970er-Jahren weckten Scandiumlegierungen praktisches Interesse.

Herkunft des Namens

Nilson benannte das Element nach Scandia, dem lateinischen Namen für Skandinavien, woher die Minerale stammten. Das Symbol ist Sc. Scandium wird oft zu den Seltenerdelementen gezählt, weil es in denselben Mineralen vorkommt und sich ähnlich verhält.

Wichtigste Verwendungen

• Aluminiumlegierungen: Schon Bruchteile eines Prozents Scandium verfeinern das Korngefüge von Aluminium und machen es fester und besser schweißbar. Solche Legierungen wurden in manchen sowjetischen Militärflugzeugteilen sowie in hochwertigen Fahrradrahmen, Baseballschlägern und Waffengehäusen verwendet.
• Beleuchtung: Scandiumiodid wird Halogen-Metalldampflampen zugesetzt und liefert helles, tageslichtähnliches Licht für Stadien und Filmproduktionen.
• Brennstoffzellen: Scandium-stabilisiertes Zirconiumdioxid ist ein gut leitender Elektrolyt für Festoxid-Brennstoffzellen.
• Forschung: Scandiumverbindungen werden in Lasern und als Katalysatoren in der organischen Synthese eingesetzt.

Isotope

Scandium hat nur ein stabiles Isotop, Scandium-45. Das radioaktive Scandium-46 mit einer Halbwertszeit von etwa 84 Tagen wurde in Erdölraffinerien als Tracer genutzt, um Materialströme zu verfolgen. In der Nuklearmedizin werden Scandium-44 (ein Positronenstrahler mit etwa 4 Stunden Halbwertszeit) und Scandium-47 (ein Betastrahler mit etwa 3,3 Tagen Halbwertszeit) als zusammenpassendes Paar erforscht, um Tumoren mit derselben Chemie sowohl abzubilden als auch zu behandeln.

Im Alltag

Scandium hat keine bekannte biologische Funktion und spielt im Alltag keine bedenkliche Rolle. Mit der Öffentlichkeit kommt es vor allem indirekt in Berührung – über das helle weiße Licht von Sportstätten und gelegentlich über hochwertige Sportgeräte.

Die Weltproduktion ist gering, in der Größenordnung von einigen Dutzend Tonnen Oxid pro Jahr, überwiegend als Nebenprodukt der Verarbeitung anderer Erze wie Uran, Titan und Seltener Erden, was den Preis hoch hält.