تقع خواصّ السكانديوم وسطاً بين تلك التي لعنصرَيالألومنيوموالإتريوم؛ كما تظهرعلاقة قطرية لهذا العنصر معالمغنيسيوم؛ وتغلبحالة الأكسدة +3 في مركّباته الكيميائية. لا توجد توضّعات كثيرة من السكانديوم في القشرة الأرضية، ويترافق وجوده مع خامات العناصر الأرضية النادرة الأخرى ومعاليورانيوم. يبلغ الإنتاج العالمي من السكانديوم بين 15 إلى 20 طنّ سنوياً، ونظراً لندرته النسبية فلا توجد له تطبيقات كبيرة، والتي لم تُطوَّر إلا حتى سبعينيّات القرن العشرين، إذ وُجدَ أنّه يحسّن من خواصسبائك الألومنيوم؛ وذلك التطبيق هو الأهمّ والأشهر لهذا العنصر.
لا يتوفّر السكانديوم فيالقشرة الأرضية بشكلٍ كبير، لكنّه بالمقابل ليس شديد النُدرَة؛ فالتقديرات الأوّلية تشير إلى وفرةٍ تتراوح بين 18 إلى 25جزء في المليون، وهي مقاربة لوفرةالكوبالت (20-30 جزء في المليون). وفقاً لترتيب العناصر يأتي السكانديوم في المرتبة الخمسين بالنسبة لوفرة العناصر في الأرض، وفي المرتبة الخامسة والثلاثين بالنسبة للوفرة فيالقشرة الأرضية.[12] ولكن من جهةٍ أخرى، فإنّ توزّع عنصر السكانديوم في المواقع الجغرافية ضئيل، إذ يَظهر بكمّيّات ضئيلة نزرة في بضعةمعادن في عددٍ قليل فقط من المواقع في العالم.[13][14] إجمالاً، يأتي السكانديوم مكوّناً رئيسيّاً في خمسة معادن فقط؛[15] وهي:بريتوليت[ملاحظة 4]وثورتفيتيتوكولبكيتوألندييت، بالإضافة إلى المعدن النادرهفتيتيرنيت[ملاحظة 5]. تعدّ معادن الثورتفيتيتواليوكسينيتوالغادولينيت المستَخرجة منالدول الاسكندنافية،[16]ومدغشقر[17] هي المصادر الوحيدة المعروفة التي يتركّز فيها هذا العنصر؛ إذ يمكن أن يحتوي الثورتفيتيت على نسبةٍ تصل إلى 45% من السكانديوم على شكلأكسيد السكانديوم.[16] هناك معادن نادرة أخرى يدخل السكانديوم فيها مكوّناً ثانوياً، مثلالبازيتوالديفيسيت؛[15][18] كما يمكن لهذا العنصر أن يرافقاليورانيوم في خاماته.[19][20]
عادةً ما يُستخرَج السكانديوم منتجاً ثانوياً أثناء استخراج الفلزّات الأخرى؛ ويُسوّق على شكلأكسيد السكانديوم Sc2O3.[23][28][29] للحصول على الفلزّ يُحوَّل الأكسيد إلىفلوريد السكانديوم، ثمّيُختزَل بفلزّالكالسيوم. تراوح سعر السكانديوم بين سنتي 2015 و2019 فيصبّاته الصغيرة بين 107 إلى 134دولار أمريكيللغرام الواحد؛ في حين بلغ سعر الأكسيد من 4-5 دولارات للغرام الواحد.[30]
للسكانديوم في الطبيعةنظير وحيدمستقر، وهو سكانديوم-4545Sc، والذي يمتلكلف مغزلي نووي مقداره 7/2. هناك ثلاثة عشرنظيراً مشعاً للسكانديوم، وجميعها مدروسة ومعروفة، وأكثرها استقراراً هو النظير سكانديوم-4646Sc، والذي يبلغعمر النصف له مقدار 83.8 يوم، وكذلك النظير سكانديوم-4747Sc بعمر نصف مقداره 3.35 يوم. من النظائر المشعة للسكانديوم هناك أيضاً النظير سكانديوم-4444Sc المصدرللبوزيترونات بعمر نصف 4 ساعات؛ وكذلك النظير سكانديوم-4848Sc بعمر نصف 43.7 ساعة. أما باقي النظائر المشعة فتملك قيم عمر نصف أقل من 4 ساعات، وأغلبها بعمر نصف أقل من دقيقتين. للسكانديوم أيضاً خمسةمصاوغات نووية، أكثرها استقراراً هو44mSc بعمر نصف مقداره 58.6 ساعة.[31]
السكانديومفلزٌ طريٌّ ذو بريقٍ فضّي، وهو يُبدِي تحوّلاً لوناً طفيفاً إلى الأصفر أو الزهري عندمايتأكسد بالهواء، وبذلكيفقد بريقه أيضاً. نظراًلكثافته المنخفضة فإنّ السكانديوم يُصنّف ضمنالفلزّات الخفيفة. لا يقاوم السكانديوم ظروفالتجوية بشكل كبير، وهو ينحلّ بسهولة في أغلبالأحماضالممدّدة. كما يتفاعل السكانديوم معبخار الماء عند درجات حرارة تتجاوز 600 °س ليشكّل Sc2O3. تشتعلخراطة السكانديوم الناعمة بالهواء بلهب أصفر برّاق، ويتشكّل حينئذٍأكسيد السكانديوم.[32]
يشكّل السكانديوم عدداً منالهاليداتوالهاليدات الزائفة. لأغلب هاليدات السكانديوم (الكلوريد ScCl3والبروميد ScBr3واليوديد ScI3)انحلالية جيّدة في الماء، أمّافلوريد السكانديوم ScF3 فإنّه غير منحلّ. في جميع الهاليدات الأربعة المذكورة يكون السكانديوم سداسيّ التناسق، وهي تصنّف ضمنأحماض لويس، فعلى سبيل المثال، ينحلّ فلوريد السكانديوم في محاليل حاوية على كمّيّة فائضة من أيونالفلوريد ليشكّل الأيون المعقّد3−[ScF6]. يعدّالعدد التناسقي 6 نمطياً لأيون السكانديوم الثلاثي، وذلك على خلاف أيون الإتريوم الثلاثي3+Y وأيون اللانثانوم الثلاثي3+La، والتي يكون فيها العدد التناسقي 8 أو 9 شائعاً. يُستخدَم مركّبتريفلات السكانديوم أحياناً ضمنالحفّازات المستخدَمة فيالكيمياء العضوية.[35]
إنّ مركّبات السكانديوم الكيميائية، والتي لها حالة أكسدة مختلفة عن +3، نادرةُ الوجود، ولكنّها محطّ اهتمامٍ للبحث والدراسة. ويعدّ المركّب CsScCl3 مثالاً عليها، فتلك المادّة تتبنّى بنيةً شبه صفائحية، والتي تظهر ترابطاً كثيفاً بين مراكز السكانديوم الثنائي.[37] في جانبٍ آخر، لا يعدّهيدريد السكانديوم مركّباً نمطياً تابعاً لأملاحالهيدريدات؛[1] وكما هو ملاحَظ في عددٍ من العناصر الأخرى، كُشِفَ عن وجود هيدريد السكانديوم ثنائي الذرّةمطيافياً عند درجات حرارة مرتفعة في الطور الغازي.[2] لا تتبع مركّباتالبوريدوالكربيد للسكانديومصيغة تكافؤية نمطية، وذلك بشكلٍ مشابهٍ لمركّبات عناصر اللانثانيدات المجاورة.[38] لوحظت أيضاً حالات الأكسدة الدنيا (0 و+1 و+2) فيمركّبات السكانديوم العضوية.[39][40][41][42]
تعدّ إضافة السكانديوم بنسبةٍ تتراوح بين 0.1% إلى 0.5% إلىالألومنيوم في صنعالسبائك من التطبيقات الهامّة الرئيسية لهذا العنصر، إذ تحدّ تلك الإضافة من نموّ الحُبَيبات في المنطقة الساخنة لمكوّنات الألومنيومالملحومة؛ وذلك يعود بالفائدة في نقطتين؛ الأولى أنّ حبيبات Al3Sc المترسّبة تشكّل بلّورات أصغر من الحُبَيبات البلّورية الموجودة فيسبائك الألومنيوم الأخرى،[43] والثانية هي انكماش حجم المناطق الخالية من الترسّبات عند تخوم الحُبَيبات في سبائك الألومنيومالمُقسّاة بالتقادم.[43] تعمل الترسّبات من Al3Sc على توثيق الترابط الشبكي داخل سبائك الألومنيوم، من خلال توفير مجال مرن لتحمّل الجهد، والذي يحول دونالتشوّه.[44] يمكن الحصول على التوزّع الناعم للحُبَيبات المترسّبة علىالمستوى النانوي عن طريقالمعالجة الحرارية، والتي تعمل على تقوية السبائك من خلالالتقسية المُرَتِّبَة.[45] تضمنّت التطويرات المستمرّة لسبيكة ألومنيوم-سكانديوم إضافةفلزّات انتقالية أخرى إليها مثلالزركونيوم، أو إضافةعنصر أرضي نادر مثلالإربيوم، ممّا يساعد على تشكيل غلاف يحيط بحُبَيبات Al3Sc الكرويّة المترسّبة، وذلك يخفّف منالتخشين.[ملاحظة 9][46] تتوجّه تلك الأغلفة مكانياً عن طريقانتشار العناصر المشكّلة للسبيكة، وذلك يوفّر من كلفة الإنتاج، إذ تصبح الكمّية المطلوب إضافتها من السكانديوم، مرتفع الثمن، لتشكيل تلك الحُبَيبات المترسّبة أقلّ من ذي قبل.[47] بالرغم من ذلك، تبقىسبائك التيتانيوم المشابهة بخواصها الميكانيكية من حيث الخفّة والمتانة أقلَّ ثمناً وأكثرَ استخداماً من سبيكة السكانديوم مع الألومنيوم.[48] وُجِدَ أنّ تركيباً معيّناً[ملاحظة 10] لسبيكةٍ من السكانديوم معالألومنيوموالليثيوموالمغنيسيوموالتيتانيوم يوفّر مواصفاتٍ ميكانيكيةٍ مميّزة.[49] تُستخدَم سبيكة الألومنيوم والسكانديوم في بعض التطبيقات العسكرية،[43] وفي صناعة بعض المعدّات الرياضية مثلعصي كرة القاعدة (مضارب البيسبول)،[50] وفي صناعة دعائمالخيموهياكل الدرّاجات الهوائية.[51] تستخدم شركةسميث آند ويسون[ملاحظة 11] لصناعة الأسلحة الفردية سبيكة السكانديوم في صبّ هيكلالمسدسات نصف الآلية.[52]
إنّ مسحوق فلزّ السكانديوم الناعمقابل للاشتعال بسهولة، وتزداد الخطورة كلّما زادت نعومة حبيبات المسحوق.[56] لا يعدّ السكانديوم عنصراًسامّاً بحدّ ذاته، ولكن بالرغم من ذلك، لا توجد بيانات كافية عن إجراء تجارب مكثّفة على إعطاء مركّبات السكانديوم للحيوانات.[57] حُدِّدَت مستوياتالجرعة الوسطى المميتة (LD50) للجرذان بمقدار 755 مغ/كغ لدىالحقن داخل الصفاق، وبمقدار 4 غ/كغ لدىالإعطاء الفموي.[58]
^ابMcGuire، Joseph C. (1960). "Preparation and Properties of Scandium Dihydride".Journal of Chemical Physics. ج. 33: 1584–1585.DOI:10.1063/1.1731452.{{استشهاد بدورية محكمة}}:تجاهل المحلل الوسيط|coauthor= لأنه غير معروف، ويقترح استخدام|author= (مساعدة)
^ابSmith، R. E. (1973). "Diatomic Hydride and Deuteride Spectra of the Second Row Transition Metals".Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. ج. 332 ع. 1588: 113–127.DOI:10.1098/rspa.1973.0015.
^Fischer, Werner; Brünger, Karl; Grieneisen, Hans (1937). "Über das metallische Scandium".Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (بالألمانية).231 (1–2): 54–62.DOI:10.1002/zaac.19372310107.
^Burrell, A. Willey Lower "Aluminum scandium alloy"U.S. Patent 3,619,181 issued on November 9, 1971.
^Bernhard، F. (2001). "Scandium mineralization associated with hydrothermal lazurite-quartz veins in the Lower Austroalpie Grobgneis complex, East Alps, Austria".Mineral Deposits in the Beginning of the 21st Century. Lisse: Balkema.ISBN:978-90-265-1846-1.
^Michael Fleischer, Joseph A. Mandarino:Glossary of Mineral Specimens 1991. The Mineragical Record Inc., Tucson.
^von Knorring، O.؛ Condliffe, E. (1987). "Mineralized pegmatites in Africa".Geological Journal. ج. 22: 253.DOI:10.1002/gj.3350220619.
^C. T. Horovitz: Scandium Its Occurrence, Chemistry Physics, Metallurgy, Biology and Technology. Elsevier, 2012,ISBN 978-0-323-14451-3, S. 50
^H. A. Das, J. Zonderhuis, H. W. Marel:Scandium in rocks, minerals and sediments and its relations to iron and aluminium. In:Contributions to Mineralogy and Petrology. 32, 1971, S. 231–244,doi:10.1007/BF00643336.
^"Mineral Commodity Summaries 2020"(PDF).US Geological Survey Mineral Commodities Summary 2020. US Geological Survey. مؤرشف منالأصل(PDF) في 2021-05-09. اطلع عليه بتاريخ2020-02-10.
^ابDeschamps، Y."Scandium"(PDF). mineralinfo.com. مؤرشف منالأصل(PDF) في 2012-03-24. اطلع عليه بتاريخ2008-10-21.
^Shapiro, Pamela J.؛ وآخرون (1994). "Model Ziegler-Natta a-Olefin Polymerization Catalysts Derived from [{(η5-C5Me4)SiMe2(η1-NCMe3)}(PMe3)Sc(μ2-H)]2 and [{(η5-C5Me4)SiMe2(η1-NCMe3)}Sc(μ2-CH2CH2CH3)]2. Synthesis, Structures and Kinetic and Equilibrium Investigations of the Catalytically active Species in Solution".J. Am. Chem. Soc. ج. 116 ع. 11: 4623.DOI:10.1021/ja00090a011.
^Corbett، J. D. (1981). "Extended metal-metal bonding in halides of the early transition metals".Acc. Chem. Res. ج. 14 ع. 8: 239–246.DOI:10.1021/ar00068a003.
^Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. (ردمك0-12-352651-5).
^Polly L. Arnold؛ F. Geoffrey؛ N. Cloke؛ Peter B. Hitchcock & John F. Nixon (1996). "The First Example of a Formal Scandium(I) Complex: Synthesis and Molecular Structure of a 22-Electron Scandium Triple Decker Incorporating the Novel 1,3,5-Triphosphabenzene Ring".J. Am. Chem. Soc. ج. 118 ع. 32: 7630–7631.DOI:10.1021/ja961253o.
^Ana Mirela Neculai؛ Dante Neculai؛ Herbert W. Roesky؛ Jörg Magull؛ Marc Baldus؛ وآخرون (2002). "Stabilization of a Diamagnetic ScIBr Molecule in a Sandwich-Like Structure".Organometallics. ج. 21 ع. 13: 2590–2592.DOI:10.1021/om020090b.
^Polly L. Arnold؛ F. Geoffrey؛ N. Cloke & John F. Nixon (1998). "The first stable scandocene: synthesis and characterisation of bis(η-2,4,5-tri-tert-butyl-1,3-diphosphacyclopentadienyl)scandium(II)".Chem. Commun. ع. 7: 797–798.DOI:10.1039/A800089A.
