Scandium Sc

Découverte

Lorsque Dmitri Mendeleïev publia son tableau périodique en 1869–1871, il laissa des cases vides pour des éléments qui devaient exister mais n'avaient pas encore été découverts. L'un d'eux, sous le bore, fut baptisé éka-bore ; il en prédit la masse atomique, environ 44, et les propriétés de l'oxyde.

En 1879, le chimiste suédois Lars Fredrik Nilson analysait les minéraux rares euxénite et gadolinite de Scandinavie, dans l'espoir d'isoler des terres rares. Il découvrit un nouvel oxyde au spectre caractéristique et nomma son élément scandium. Peu après, son collègue Per Teodor Cleve montra que le scandium correspondait remarquablement bien à l'éka-bore de Mendeleïev, l'une des premières grandes confirmations de la loi périodique.

Le scandium métallique ne fut préparé qu'en 1937, lorsque des chimistes allemands électrolysèrent un mélange fondu de chlorures de potassium, de lithium et de scandium. Ce n'est que dans les années 1970 que les alliages de scandium suscitèrent un intérêt pratique.

Origine du nom

Nilson nomma l'élément d'après Scandia, le nom latin de la Scandinavie, d'où provenaient les minéraux. Le symbole est Sc. Le scandium est souvent rangé parmi les terres rares, car il se trouve dans les mêmes minéraux et se comporte de façon semblable.

Principales utilisations

• Alliages d'aluminium : l'ajout d'une fraction de pour cent de scandium affine le grain de l'aluminium, le rendant plus résistant et plus soudable. De tels alliages ont été utilisés dans certaines pièces d'avions militaires de l'époque soviétique, ainsi que dans des cadres de vélo haut de gamme, des battes de baseball et des carcasses d'armes à feu.
• Éclairage : l'iodure de scandium est ajouté aux lampes aux halogénures métalliques pour donner une lumière vive proche de la lumière du jour, utilisée dans les stades et le cinéma.
• Piles à combustible : la zircone stabilisée au scandium est un électrolyte très conducteur pour les piles à combustible à oxyde solide.
• Recherche : les composés du scandium sont utilisés dans les lasers et comme catalyseurs en synthèse organique.

Isotopes

Le scandium ne possède qu'un seul isotope stable, le scandium 45. Le scandium 46, radioactif, de demi-vie d'environ 84 jours, a servi de traceur dans les raffineries de pétrole pour suivre le déplacement des matières. En médecine nucléaire, le scandium 44 (émetteur de positons, demi-vie d'environ 4 heures) et le scandium 47 (émetteur bêta, demi-vie d'environ 3,3 jours) sont étudiés comme paire assortie permettant d'imager et de traiter les tumeurs avec la même chimie.

Dans la vie quotidienne

Le scandium n'a aucun rôle biologique connu et ne pose pas de problème dans la vie courante. Le public n'y a accès qu'indirectement, à travers les éclairages blancs éclatants des enceintes sportives et quelques articles de sport haut de gamme.

La production mondiale est faible, de l'ordre de quelques dizaines de tonnes d'oxyde par an, surtout comme sous-produit du traitement d'autres minerais (uranium, titane, terres rares), ce qui maintient son prix élevé.