സ്കാൻഡിയം - ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം

Read Time:6 Minute

ഡോ. മുഹമ്മദ് ഷാഫി

രസതന്ത്ര അദ്ധ്യാപകന്‍

ലൂക്ക – ആവർത്തനപ്പട്ടികയുടെ 150ാംവാർഷികത്തിന്റെ ഭാഗമായുള്ള ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം (One day One Element) പംക്തി തുടരുന്നു. ഇന്ന് സ്‌കാൻഡിയത്തെ പരിചയപ്പടാം.

സ്കാൻഡിയം : മെൻദലീഫ് പ്രവചിച്ച ഏക ബോറോൺ. പ്രശസ്ത രസതന്ത്രജ്ഞനായിരുന്ന ബെർസിലിയസിന്റെ (Jacob Berzelius)ശിഷ്യനും സ്വീഡൻകാരനുമായിരുന്ന ലാർസ് നിൽസൺ (Lars Nilson) 1879 ൽ ഗഡോലിനൈറ് (gadolinite) ,യൂക്സനൈററ് (euxenite) എന്നീ ധാതുക്കളിൽനിന്നു ഒരു പുതിയ ലോഹത്തിന്റെ ഓക്സൈഡ് വേർതിരിച്ചെടുത്തു. അദ്ദേഹം അതിനെ സ്കാൻഡിയ ( Scandia : സ്കാൻഡിനേവിയയുടെ ലാറ്റിൻ പേരാണ് സ്കാൻഡിയ. സ്വീഡൻ സ്കാന്ഡിനേവിയൻ രാജ്യങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നതാണല്ലോ ) എന്ന് വിളിച്ചു. ഇതിൽ അടങ്ങിയിട്ടുള്ള ലോഹമാണ് സ്കാൻഡിയം. ഈ ഓക്സൈഡിന്റെ തന്മാത്രാ വാക്യം (Molecular formula) Sc₂O₃ ആണെന്ന് കണ്ടെത്തി . മെൻദലീഫിൻറെ പ്രവചനവും അതായിരുന്നു (Eb₂O₃ ). സ്കാൻഡിയത്തിന്റെ മറ്റനേകം സ്വഭാവഗുണങ്ങളും മെൻദലീഫ് പ്രവചിച്ചതിനു തികച്ചും സമാനമാണെന്ന് നമുക്കറിയാമല്ലോ . ഏക ബോറോൺ സ്കാൻഡിയമാണെന്നു തിരിച്ചറിഞ്ഞത് സ്വീഡൻകാരൻ തന്നെയായിരുന്നു തിയഡോർ ക്ളീവ് ( Per Theodor Cleve) എന്ന രസതന്ത്രജ്ഞനാണ്. മെൻദലീഫിനാൽ പ്രവചിക്കപ്പെട്ട് അദ്ദേഹം ജീവിച്ചിരിക്കുമ്പോൾത്തന്നെ കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ട മൂലകങ്ങളിൽ ഒന്നാണ് സ്കാൻഡിയം.

അറ്റോമിക സംഖ്യയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആധുനിക ആവർത്തനപ്പട്ടികയിൽ ഇരുപത്തിയൊന്നാമത്തെ മൂലകമാണ് സ്കാൻഡിയം. ഒരു സ്കാൻഡിയം ആറ്റത്തിൽ ഇരുപത്തിയൊന്ന് പ്രോട്ടോണുകൾ ഉണ്ടാകുമെന്നർത്ഥം .അതിനാൽ ഇതിൽ ഇരുപത്തിയൊന്ന് ഇലക്ട്രോണുകളും ഉണ്ടായിരിക്കണം.ആവർത്തനപ്പട്ടികയിൽ ഇടത്തുനിന്നും വലത്തോട്ട് പോകുമ്പോൾ അറ്റോമിക് സംഖ്യ ഓരോന്നു വീതം കൂടുമ്പോൾ ഇലക്ട്രോണുകളും ഇപ്രകാരം വർദ്ധിക്കും. ഇരുപതാമത്തെ ആറ്റമായ കാൽസിയം വരെയുള്ള ആറ്റങ്ങളിൽ അവസാനം കൂട്ടിച്ചേർക്കപ്പെടുന്ന ഇലക്ട്രോൺ ആറ്റങ്ങളുടെ ഏറ്റവും പുറമെയുള്ള ഷെല്ലിൽ (Shell) ആണ് വന്നു ചേരുന്നത്. എന്നാൽ സ്കാൻഡിയത്തിൽ ഇരുപത്തിയൊന്നാമത്തേതായി ചേർക്കപ്പെടുന്ന ഇലക്ട്രോൺ ബാഹ്യ ഷെല്ലിന് മുൻപുള്ള (penultimate shell) ഷെല്ലിലെ ‘d’ ഓർബിറ്റലിൽ (d orbital) ആണ് വിന്യസിക്കപ്പെടുന്നത്. ഇത്തരം മൂലകങ്ങളെ സംക്രമണ മൂലകങ്ങൾ (Transition elements) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. സ്കാൻഡിയം ഒന്നാമത്തെ സംക്രമണ മൂലകമാണ് .സംക്രമണ മൂലകങ്ങൾ അനേകം വ്യത്യസ്തങ്ങളായ രാസഗുണങ്ങൾ പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കുമെങ്കിലും അത്രത്തോളം വ്യത്യസ്ഥത സ്കാൻഡിയത്തിനില്ല.

അളവുപരമായി നോക്കിയാൽ ഭൂമിയിൽ അൻപതാം സ്ഥാനവും സൂര്യനിൽ ഇരുപത്തിമൂന്നാം സ്ഥാനവുമാണ് സ്കാൻഡിയത്തിനുള്ളത് .നൂറുകണക്കിന് ധാതുക്കളിൽ വളരെ കുറഞ്ഞ അളവിൽ സ്കാൻഡിയത്തിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യമുണ്ട് . സിലിക്കേറ്റ് രൂപത്തിലുള്ള thortveitite എന്ന ധാതുവിൽ മുപ്പത്തിനാല് ശതമാനം സ്കാൻഡിയം അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട് .ഇതിന്റെ ലഭ്യത വളരെ കുറവായതിനാൽ സ്കാൻഡിയത്തിന്റെ ഒരു പ്രധാന ഉറവിടമായി കണക്കാക്കുന്നില്ല .
സ്കാൻഡിയം ലോഹം ആദ്യമായി നിർമ്മിച്ചത് 1939 ൽ മാത്രമാണ്. പൊട്ടാസിയം ,ലിഥിയം ,സ്കാൻഡിയം എന്നീ ലോഹങ്ങളുടെ ഉരുകിയ ക്ലോറൈഡ് മിശ്രിതത്തെ വൈദ്യുത വിശ്ലേഷണം നടത്തിയാണ് ഇത് സാധ്യമായത് . 1960 നു ശേഷം മാത്രമാണ് ശുദ്ധമായ സ്കാൻഡിയം ഒരു റാത്തൽ (Pound: ഏകദേശം 450g) എങ്കിലും നിർമിക്കാനായിട്ടുള്ളത്. ഇന്ന് പ്രധാനമായും സ്കാൻഡിയം ലഭിക്കുന്നത് യൂറേനിയം ധാതുവായ ഡവിഡയ്റ്റിൽ (Davidite) നിന്നും യൂറേനിയം വേർതിരിക്കുമ്പോൾ കിട്ടുന്ന ഒരു ഉപോല്പന്നമെന്ന നിലയിലാണ് . ഡവിഡയ്റ്റിൽ 0.02 % സ്കാൻഡിയം ഓക്സയിഡ് അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട് .
വെള്ളി ( Silver) ക്കു സമാനമായ നിറമുള്ള (സ്വർണവും ചെമ്പും ഒഴികെയുള്ള ലോഹങ്ങൾക്കെല്ലാം ഇതേ നിറമാണുള്ളത് ) ലോഹമാണ് സ്കാൻഡിയം. ദീർഘകാലം വായുവുമായി സമ്പർക്കത്തിലിരുന്നാൽ ഉപരിതലത്തിൽ Sc₂O₃ രൂപംകൊള്ളുന്നു .ഇതിനു ഇളം മഞ്ഞ നിറമാണുള്ളത്. മാസ് 45 ആയ ഐസോടോപ് ആണ് പ്രകൃതിയിൽ പ്രധാനമായും കാണപ്പെടുന്നത്.

സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞ ലോഹമായതിനാൽ അലൂമിനിയവുമായി ചേർന്നുള്ള കൂട്ടുലോഹം( Alloy) വളരെ ഭാരം കുറഞ്ഞതും നല്ല ബലമുള്ളതുമാണ്. സൈക്കിൾ ഫ്രെയിമുകൾ , ബേസ് ബാൾ ബാറ്റുകൾ എന്നിവ നിർമിക്കാൻ ഇതുപയോഗിക്കുന്നു .എന്നാൽ കാർബൺ ഫൈബറിന്റെയും ടൈറ്റാനിയത്തിന്റെയും പ്രചാരത്തോടെ സ്കാനിയം കൂട്ടുലോഹങ്ങളുടെ പ്രചാരം കുറഞ്ഞിട്ടുണ്ട് . മെർക്കുറി വേപർ വിളക്കുകളിൽ ( Mercury vapour lamps) കുറഞ്ഞ അളവിൽ സ്കാൻഡിയം അയോഡൈഡ് ചേർത്താൽ സൂര്യപ്രകാശത്തിനു സമാനമായ പ്രകാശം ലഭിക്കുമത്രേ. സ്റ്റേഡിയങ്ങളിലും മറ്റും ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫ്ളഡ് ലൈറ്റിൽ (Floodlight) ഇത് പ്രയോജനപ്പെടുന്നു .
സ്കാൻഡിയം വിഷമയമല്ലെന്നാണ് കണ്ടെത്തിയിട്ടുള്ളത് .