1.1　鈧的性質

鈧（Sc，scandium）在元素周期表中位于第四周期第Ⅲ副族，原子序數為21，相對原子質量為44.956。鈧的原子半徑為1.6641×10-10m，沒有4f電子。由于鑭系收縮未能使原子尺寸減小到相應尺寸，導致鈧與稀土元素性質有顯著的差別，傳統上將鈧稱為廣義稀土元素。

1.1.1　鈧的物理性質

純金屬鈧有光澤，質地柔軟，可直接軋成薄片。鈧在不同的壓力和溫度下，可表現出不同的晶型。在常溫至1337℃狀態下，鈧（α-Sc）為六方晶格；當溫度達到1337℃以上，鈧轉變成β-Sc，為體心立方晶格。

鈧在常態（標準大氣壓，室溫）下不具有超導性，但是在高壓下，鈧發生相變具有超導性，鈧在某些條件下可以作為超導材料。

當鈧中加入高價金屬和非磁性雜質時，磁化率降低，但加入鐵等磁性雜質時，其磁化率則增加。鈧在1.33×103Pa真空中和溫度1400～1450℃時極易揮發。

高純度金屬鈧具有良好的可加工性，但含有氧和其他非金屬雜質元素的鈧則加工困難。在惰性氣體保護下，采用電弧焊點焊的方法可對鈧進行焊接。鈧的物理性質見表1.1。

1.1.2　鈧的化學性質

鈧是一種很活潑的金屬。鈧與水反應生成氫氣，鈧與酸反應形成相應的鹽，在空氣中很容易被氧化成氧化鈧。鈧的化學性質與鋁極其相似，這也是鈧大部分伴生在鋁土礦中的原因。

金屬鈧幾乎能與所有的無機酸起反應，生成相應的化合物。鈧在其化合物中的主要價態為正三價。金屬鈧易與空氣中的氧氣、二氧化碳和水等化合，很快失去像鉛一樣的光澤。

在室溫條件下，金屬鈧表面被空氣中的氧氣氧化形成一層氧化物薄膜，可防止繼續氧化。鈧在空氣中200℃時仍很穩定，但超過250℃則劇烈氧化。在純氧中200℃即劇烈氧化，在潮濕氧氣中氧化更快。

在500～800℃的條件下，鈧在空氣中生成氧化鈧。在高溫下，鈧與鹵素、氫、硫、磷、氮、硅和硼等元素反應，生成相應的二元化合物。

鈧原子的電子構型為3d14s2，它容易失去三個電子，在水溶液中形成正三價離子，溶液呈無色。鈧的存在形式并不是簡單的Sc3+，往往是形成穩定的配離子。鈧的離子半徑為8.1×10-11m，小于鑭系元素中離子半徑最小的镥（8.5×10-11m），因此，其氫氧化物的堿性很弱。鈧在水溶液中某些性質類似于釷和鋯。鈧的化學性質見表1.2。

1.1.3　鈧的主要同位素及核性質

鈧的同位素（包括核異能素）共25種，同位素質量數范圍為36～60，熱中子俘獲截面為25×10-28m2。鈧的主要同位素及核性質見表1.3。

1.1.4　鈧的毒性

鈧的毒性小于汞、鑭、銦和鎘，但強于鋁、釔和鈉。鈧的氯化物有一定毒性。鈧還有致癌作用。鈧一旦被動物吸收到體內，則很難排除，最終會集聚在肝臟和腎臟中。