Skandium hadir di sebagian besar endapan senyawa tanah jarang danuranium, tetapi ia diekstraksi dari bijih-bijih ini hanya di beberapa tambang di seluruh dunia. Karena sedikitnya ketersediaan dan kesulitan dalam persiapan skandium metalik, yang pertama kali dilakukan pada tahun 1937, aplikasi skandium tidak dikembangkan hingga tahun 1970-an, ketika efek positif skandium padapaduan aluminium ditemukan. Hingga hari ini, penggunaannya dalam paduan semacam itu tetap menjadi satu-satunya aplikasi utamanya. Perdagangan global skandium oksida adalah 15–20 ton per tahun.[8]
Skandium adalah logam lunak dengan penampilan keperakan. Ia mengembangkan cor agak kekuningan atau merah muda saatteroksidasi oleh udara. Ia rentan terhadap pelapukan dan akan larut secara perlahan di sebagian besarasam encer. Ia tidak akan bereaksi dengan campuranasam nitrat (HNO 3) 1:1 danasam fluorida (HF) 48,0%, kemungkinan karena pembentukanlapisan pasif yang kedap cairan. Serpihan skandium akan menyala di udara dengan nyala kuning cemerlang untuk membentukskandium oksida.[9]
Di alam, skandium ditemukan secara eksklusif sebagaiisotop45Sc, yang memilikispin inti 7/2; ia adalah satu-satunya isotop skandium yang stabil. 25radioisotop telah dikarakterisasi dengan yang paling stabil adalah46Sc, yang memilikiwaktu paruh 83,8 hari;47Sc, 3,35 hari;48Sc, 43,7 jam; dan pemancarpositron44Sc, 4,04 jam. Semua isotopradioaktif yang tersisa memiliki waktu paruh kurang dari 4 jam, dan sebagian besar memiliki waktu paruh kurang dari 2 menit. Unsur ini juga memiliki limaisomer nuklir, dengan yang paling stabil adalah44m2Sc (t1/2 = 58,6 jam).[10]
Isotop skandium yang diketahui berkisar dari36Sc hingga60Sc.Mode peluruhan utama untuk isotop dengan massa yang lebih rendah dari satu-satunya isotop stabil,45Sc, adalahpenangkapan elektron, dan mode utama untuk isotop dengan massa yang lebih tinggi adalahemisi beta.Produk peluruhan utama untuk isotop dengan massa yang lebih rendah dari45Sc adalah isotopkalsium dan produk utama untuk isotop dengan massa yang lebih tinggi adalah isotoptitanium.[10]
Dikerak Bumi, skandium tidaklah jarang. Perkiraan kelimpahannya bervariasi mulai dari 18 hingga 25 ppm, yang sebanding dengan kelimpahankobalt (20–30 ppm). Skandium hanya merupakan unsur paling umum ke-50 di Bumi (paling melimpah ke-35 di kerak Bumi), tetapi ia merupakan unsur paling umum ke-23 diMatahari.[11] Namun, skandium didistribusikan secara jarang dan terjadi dalam jumlah kecil di banyakmineral.[12] Beberapa mineral langka dari Skandinavia[13] danMadagaskar,[14] sepertitortveitit,euksenit, dangadolinit, adalah satu-satunya sumber terkonsentrasi yang diketahui dari unsur ini. Tortveitit dapat mengandung hingga 45% skandium dalam bentukskandium oksida.[13]
Produksi skandium dunia adalah sekitar 15–20 ton per tahun, dalam bentukskandium oksida. Permintaannya sekitar 50% lebih tinggi[butuh rujukan], dan baik produksi maupun permintaan terus meningkat. Pada tahun 2003, hanya tiga tambang yang menghasilkan skandium: tambang uranium danbesi diZhovti Vody diUkraina, tambang tanah jarang diBayan Obo,Tiongkok, dan tambang apatit disemenanjung Kola,Rusia.[butuh rujukan] Sejak saat itu, banyak negara lain telah membangun fasilitas penghasil skandium, termasuk 5 ton/tahun (7,5 ton/tahun Sc 2O 3) olehNickel Asia Corporation danSumitomo Metal Mining diFilipina.[16][17] Di Amerika Serikat, NioCorp Development berharap[per kapan?] dapat mengumpulkan AS$1 miliar[18] untuk membuka tambang niobium di situs Elk Creek di tenggaraNebraska,[19] yang mungkin dapat menghasilkan sebanyak 95 ton skandium oksida setiap tahunnya.[20] Dalam setiap kasus, skandium merupakan produk sampingan dari ekstraksi unsur lain dan dijual sebagai skandium oksida.[21][22][23]
Madagaskar dan wilayahIveland-Evje diNorwegia memiliki satu-satunya simpanan mineral dengan kandungan skandium tinggi,tortveitit (Sc,Y)2(Si2O7), tetapi tidak dieksploitasi.[22] Mineralkolbekit ScPO 4· 2H2O memiliki kandungan skandium yang sangat tinggi tetapi tidak tersedia dalam endapan yang lebih besar.[22]
Tidak adanya produksi jangka panjang yang andal, aman, dan stabil, telah membatasi aplikasi komersial skandium. Meskipun tingkat penggunaannya rendah, skandium menawarkan manfaat yang signifikan. Yang sangat menjanjikan adalah penguatan paduan aluminium dengan skandium sesedikit 0,5%.[25]Zirkonia yang distabilkan dengan skandium memiliki permintaan pasar yang terus meningkat untuk digunakan sebagaielektrolit berefisiensi tinggi dalamsel bahan bakar oksida padat.
USGS melaporkan bahwa, dari tahun 2015 hingga 2019 di A.S., harga ingot skandium dalam jumlah kecil adalah AS$107 hingga AS$134 per gram, dan skandium oksida memiliki harga AS$4 hingga AS$5 per gram.[26]
Kimia skandium hampir seluruhnya didominasi oleh ion trivalen, Sc3+. Jari-jari dari ion M3+ pada tabel di bawah ini menunjukkan bahwa sifat kimia ion skandium lebih mirip dengan ion itrium dibandingkan dengan ion aluminium. Sebagian karena kesamaan ini, skandium sering diklasifikasikan sebagai unsur mirip lantanida.[27]
Halida ScX 3, dengan X=Cl,Br, atauI, sangat larut dalam air, tetapiScF 3 tidak dapat larut. Pada keempat halida itu, skandium berkoordinasi 6. Halida tersebut adalahasam Lewis; misalnya,ScF 3 dapat larut dalam larutan yang mengandung ion fluorida berlebih untuk membentuk [ScF 6]3−. Bilangan koordinasi 6 adalah tipikal untuk Sc(III). Pada ion Y3+ dan La3+ yang lebih besar,bilangan koordinasi 8 dan 9 adalah umum.Skandium triflat kadang-kadang digunakan sebagai katalisasam Lewis dalamkimia organik.[30]
Skandium membentuk serangkaian senyawa organologam dengan ligansiklopentadienil (Cp), mirip dengan perilaku lantanida. Salah satu contohnya adalah dimer yang dijembatani klorin, [ScCp 2Cl] 2, dan turunan terkait dari liganpentametilsiklopentadienil.[31]
Senyawa yang menampilkan skandium dalamkeadaan oksidasi selain +3 jarang terjadi tetapi terkarakterisasi dengan baik. Senyawa biru kehitaman CsScCl 3 adalah salah satu yang paling sederhana. Bahan ini mengadopsi struktur seperti lembaran yang menunjukkan ikatan yang luas antara pusat skandium(II).[32]Skandium hidrida tidak dipahami dengan baik, meskipun tampaknya bukan sebuahhidrida yang mengandung garam dari Sc(II).[4] Seperti yang diamati untuk sebagian besar unsur, skandium hidrida diatomik telah diamati secara spektroskopi pada suhu tinggi dalam fase gas.[3] Skandium borida dan karbida bersifatnon-stoikiometri, seperti unsur tetangganya.[33]
Keadaan oksidasi yang lebih rendah (+2, +1, 0) juga telah teramati pada senyawa organoskandium.[34][35][36][37]
Skandium metalik diproduksi pertama kali pada tahun 1937 melaluielektrolisis sebuah campuraneutektikkalium,litium, danskandium klorida, pada suhu 700–800 °C.[42] Satu pon pertama logam skandium murni 99% diproduksi pada tahun 1960. Produksi paduan aluminium dimulai pada tahun 1971, menyusul sebuah paten Amerika Serikat.[43] Paduan aluminium–skandium juga dikembangkan diUSSR.[44]
Kristal laser garnet gadolinium-skandium-galium (GSGG) digunakan dalam aplikasi pertahanan strategis yang dikembangkan untukStrategic Defense Initiative (SDI) pada 1980-an dan 1990-an.[45][46]
Pada awal 2018, bukti dikumpulkan dari dataspektrometer kelimpahan skandium,vanadium, danitrium yang signifikan pada bintangraksasa merah diGugus Bintang Inti (NSC) diPusat Galaksi. Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa ini adalah ilusi yang disebabkan oleh suhu yang relatif rendah (di bawah 3.500 K) dari bintang-bintang ini yang menutupi sinyal kelimpahan, dan fenomena ini dapat diamati pada raksasa merah lainnya.[47]
Bagian-bagian dari pesawatMiG-29 terbuat dari paduan Al–Sc.[48]
Penambahan skandium ke aluminium akan membatasi pertumbuhan butir di zona panas komponen aluminium yang dilas. Ini memiliki dua efek menguntungkan: Al 3Sc yang diendapkan membentuk kristal yang lebih kecil daripadapaduan aluminium lainnya,[48] dan volume zona bebas-endapan pada batas butir dari paduan aluminium pengerasan-usia dapat berkurang.[48] Endapan Al 3Sc merupakan endapan koheren yang memperkuat matriks aluminium dengan menerapkan medan regangan elastis yang menghambat gerakan dislokasi (deformasi plastis). Al 3Sc memiliki struktur kesetimbangan superkisi L12 yang eksklusif untuk sistem ini.[49] Dispersi halus dari endapan skala nano dapat dicapai melalui pengolahan panas yang juga dapat memperkuat paduan tersebut melalui pengerasan rangka.[50] Perkembangan terbaru meliputi penambahan logam transisi sepertiZr dan logam tanah jarang sepertiEr menghasilkan cangkang yang mengelilingi endapan Al 3Sc berbentuk bola yang akan mengurangi pengasaran.[51] Cangkang ini ditentukan oleh difusivitas unsur pemadu dan menurunkan biaya paduan tersebut karena lebih sedikit Sc yang tersubstitusi sebagian oleh Zr sambil mempertahankan stabilitas dan lebih sedikit Sc yang dibutuhkan untuk membentuk endapan.[52] Ini telah membuat Al 3Sc agak kompetitif denganpaduan titanium bersama dengan beragam aplikasi. Namun, paduan titanium, yang serupa dalam hal keringanan dan kekuatan, lebih murah dan lebih banyak digunakan.[53]
Paduan Al 20Li 20Mg 10Sc 20Ti 30 memiliki kekuatan setara titanium, ringan seperti aluminium, dan sekeras beberapa keramik.[54]
Aplikasi utama dari skandium menurut beratnya adalah paduan aluminium–skandium untuk komponen industri kedirgantaraan kecil. Paduan ini mengandung antara 0,1% dan 0,5% skandium. Mereka digunakan pada pesawat militer Rusia, khususnyaMikoyan-Gurevich MiG-21 danMiG-29.[48]
Beberapa perlengkapan olahraga, yang mengandalkan material ringan dengan performa tinggi, telah dibuat dengan paduan skandium–aluminium, antara lainpemukul bisbol,[55] tiang tenda, sertarangka dankomponen sepeda.[56]Tongkat lacrosse juga dibuat dengan skandium. Perusahaan manufaktur senjata api AmerikaSmith & Wesson memproduksi pistol dan revolver semi-otomatis dengan bingkai paduan skandium dan silinder titanium atau baja karbon.[57][58]
Beberapa dokter gigi menggunakan laser garnet itrium-skandium-galium yang didoping erbium-kromium (Er,Cr:YSGG) untuk persiapan kavitas dan endodontik.[59]
Lampu halida logam berbasis skandium pertama dipatenkan olehGeneral Electric dan dibuat di Amerika Utara, meskipun sekarang diproduksi di semua negara industri besar. Sekitar 20 kg skandium (sebagai Sc 2O 3) digunakan setiap tahunnya diAmerika Serikat untuk lampu lucutan berintensitas tinggi.[60] Salah satu jenislampu halida logam, mirip denganlampu uap raksa, dibuat dariskandium triiodida dannatrium iodida. Lampu ini adalah sumber cahaya putih denganindeks sesuaian warna tinggi yang cukup menyerupai sinar matahari untuk memungkinkan reproduksi warna yang baik dengan kameraTV.[61] Sekitar 80 kg skandium digunakan dalam lampu/bola lampu halida logam secara global per tahun.[butuh rujukan][62]
Skandium elemental dianggap tidak beracun, meskipun pengujian hewan ekstensif terhadap senyawa skandium belum dilakukan.[64] Tingkatmedian dosis letal (LD50) untukskandium klorida untuk tikus telah ditentukan pada 755 mg/kg untuk pemberianintraperitoneal dan 4 g/kg untuk pemberian oral.[65] Mengingat hasil ini, senyawa skandium harus ditangani sebagai senyawa dengan toksisitas sedang. Skandium tampaknya ditangani oleh tubuh dengan cara yang mirip dengangalium, dengan bahaya serupa yang melibatkanhidroksidanya yang sulit larut.[66]
^(Indonesia)"Skandium".KBBI Daring. Diakses tanggal17 Juli 2022.
^F. Geoffrey N. Cloke; Karl Khan; Robin N. Perutz (1991). "η-Arene complexes of scandium(0) and scandium(II)".J. Chem. Soc., Chem. Commun. (19): 1372–1373.doi:10.1039/C39910001372.Parameter|name-list-style= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^abSmith, 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.332 (1588): 113–127.Bibcode:1973RSPSA.332..113S.doi:10.1098/rspa.1973.0015.Parameter|s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^abMcGuire, Joseph C.; Kempter, Charles P. (1960). "Preparation and Properties of Scandium Dihydride".Journal of Chemical Physics.33 (5): 1584–1585.Bibcode:1960JChPh..33.1584M.doi:10.1063/1.1731452.
^Weast, Robert (1984).CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. hlm. E110.ISBN0-8493-0464-4.
^Samson, Iain M.; Chassé, Mathieu (2016),"Scandium", dalam White, William M.,Encyclopedia of Geochemistry: A Comprehensive Reference Source on the Chemistry of the Earth (dalam bahasa Inggris), Cham: Springer International Publishing, hlm. 1–5,doi:10.1007/978-3-319-39193-9_281-1,ISBN978-3-319-39193-9, diakses tanggal8 Juli 2023
^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.ISBN978-90-265-1846-1.
^Deschamps, Y."Scandium"(PDF). mineralinfo.com. Diarsipkan dariversi asli(PDF) tanggal 24 Maret 2012. Diakses tanggal8 Juli 2023.Parameter|url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^Christensen, A. Nørlund; Stig Jorgo Jensen (1967). "Hydrothermal Preparation of α-ScOOH and of γ-ScOOH. Crystal Structure of α-ScOOH".Acta Chemica Scandinavica.21: 1121–126.doi:10.3891/acta.chem.scand.21-0121.
^Shapiro, Pamela J.; et al. (1994). "Model Ziegler-Nattaα-Olefin Polymerization Catalysts Derived from [{(η5-C5Me4)SiMe2(η1-NCMe3)}(PMe3)Sc(μ2-H)]2 and [{(η5C5Me4)SiMe2(η1NCMe3)}Sc(μ1CH2CH2CH3)]2. Synthesis, Structures and Kinetic and Equilibrium Investigations of the Catalytically active Species in Solution".Journal of the American Chemical Society.116 (11): 4623.doi:10.1021/ja00090a011.
^Corbett, J. D. (1981). "Extended metal-metal bonding in halides of the early transition metals".Accounts of Chemical Research.14 (8): 239–246.doi:10.1021/ar00068a003.
^Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001.ISBN0-12-352651-5.
^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".Journal of the American Chemical Society.118 (32): 7630–7631.doi:10.1021/ja961253o.Parameter|name-list-style= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^F. Geoffrey N. Cloke; Karl Khan; Robin N. Perutz (1991). "η-Arene complexes of scandium(0) and scandium(II)".Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (19): 1372–1373.doi:10.1039/C39910001372.Parameter|name-list-style= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^Ana Mirela Neculai; Dante Neculai; Herbert W. Roesky; Jörg Magull; Marc Baldus; et al. (2002). "Stabilization of a Diamagnetic ScIBr Molecule in a Sandwich-Like Structure".Organometallics.21 (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)".Chemical Communications (7): 797–798.doi:10.1039/A800089A.Parameter|name-list-style= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^Burrell, A. Willey Lower "Aluminum scandium alloy"U.S. Patent 3,619,181 dikeluarkan pada tanggal 9 November 1971.
^Zakharov, V. V. (2003). "Effect of Scandium on the Structure and Properties of Aluminum Alloys".Metal Science and Heat Treatment.45 (7/8): 246.Bibcode:2003MSHT...45..246Z.doi:10.1023/A:1027368032062.Parameter|s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^Hedrick, James B."Scandium".REEhandbook. Pro-Edge.com. Diarsipkan dariversi asli tanggal 2 Juni 2012. Diakses tanggal9 Juli 2023.Parameter|url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^De Luca, Anthony; Dunand, David C.; Seidman, David N. (15 Oktober 2016). "Mechanical properties and optimization of the aging of a dilute Al-Sc-Er-Zr-Si alloy with a high Zr/Sc ratio".Acta Materialia (dalam bahasa Inggris).119: 35–42.Bibcode:2016AcMat.119...35D.doi:10.1016/j.actamat.2016.08.018.ISSN1359-6454.
^Youssef, Khaled M.; Zaddach, Alexander J.; Niu, Changning; Irving, Douglas L.; Koch, Carl C. (2015). "A Novel Low-Density, High-Hardness, High-entropy Alloy with Close-packed Single-phase Nanocrystalline Structures".Materials Research Letters.3 (2): 95–99.doi:10.1080/21663831.2014.985855.
