“非体育运动的钪”(2014)

从地球到星星，再从地球到星星，约翰·埃姆斯利(John Emsley)考察了一种在人类事务中发挥越来越大作用的元素的用途、发生情况和奥秘。

当迪米特里·门捷列夫(Dimitri Mendeleev)在1869年第一次展示他的周期表时，他注意到几种元素的原子量之间的差异比预期的要大，并为它们留下了空白。其中之一是钙和钛之间的差距，由此他推测应该存在一种原子量约为44的金属--他称之为Ekboron。仅仅10年后，乌普萨拉大学(University Of Uppsala)的拉尔斯·弗雷德里克·尼尔森(Lars Fredrik Nilson)在分析这种棕色有光泽的矿物--实际上含有不少于8种金属--时，发现从其中提取的一种金属在原子光谱中显示出以前没有报道过的线条。据他计算，这种金属的原子量是44，它确实是门捷列夫预料中缺失的元素。然而，在现代元素周期表中找不到Ekboron，因为尼尔森将他新发现的元素以拉丁语中斯堪的纳维亚半岛的名字命名。

在地球上，钪并不特别丰富，发现的数量与铅相似。然而，与铅不同的是，它广泛地分散在地球的整个地壳中，因为没有地质过程来浓缩它，这就是为什么它以少量存在于数百种矿物中的原因。纯粹由钪化合物制成的矿物受到收藏家的高度珍视。20世纪50年代，来自挪威伊夫兰的绿黑色索特维埃特(SC2Si2O7)的样本在某些时候的价值超过了它们的黄金重量，一个长度不到10厘米的样本目前在市场上的价格是1500美元。有晶体纯度如此之高的黑云母样品，它们被切割成宝石，这可能解释了为什么类似的样品能卖到这么高的价格。

原子光谱中的强线使尼尔森能够首先识别钪，也使得它在恒星和星际介质中的相对丰度得以探测。1908年，威廉·克鲁克斯爵士(Sir William Crookes)利用这些光谱报告说，出人意料的是，钪在其他恒星中的含量比在我们的太阳中要丰富得多。这一恒星异常现象仍在研究中，8000光年外的船底座埃塔恒星系统周围的一个奇特的富含钪的星云也在研究中。几个世纪以来，人们一直观察到它莫名其妙地变亮和变暗1，钪在这一观察中的作用仍在调查中。

虽然钪在星际空间的功能和命运尚未弄清楚，但钪在地球生物圈中没有任何作用，目前还没有发现需要它的活着的有机体。只有微量的钪进入食物链，普通人每天的摄入量可能不到十分之一微克。相当奇怪的是，茶叶比其他植物含有相对更多的钪-尽管，由于平均含量只有140 ppb，茶爱好者不必担心。对这种不寻常的浓度的一种解释是，茶树不区分吸收化学上相似的铝(众所周知，这是它们所需要的)和钪。

即使没有钪矿，因此它只作为钽和铀开采的副产品被提炼出来，钪仍然有价值用于含铝的合金中。在铝中加入0.5%的钪极大地提高了这种金属的强度，同时保持了它的轻质，并将其熔点提高了800°C，因此，与普通铝不同的是，它可以焊接。出于战略原因，俄罗斯甚至囤积了钪，因为先进的米格喷气式战斗机(如图)的几个部件都是用这种合金制造的。与此同时，在美国，钪合金经常被用来制造运动器材，如棒球棒、曲棍球棒和自行车架。研究还发现，使用这种合金制作板球棒也能提高击球力，但这被认为是不运动的，钪立即被禁止。

精炼钪的主要形式，氧化物，Sc2O3，也有一些特殊的用途，尽管世界产量每年只有几吨-更少的是转化为金属本身。氧化钪为紫外探测器2提供了一种特殊的光学涂层，对波长在0.25-5.0µμm之间是透明的，也用于核反应堆的中子过滤器。

钪的其他潜在用途仍在继续被发现。它被添加到汞蒸汽灯中，以产生更柔和的光芒，更类似于阳光，这些灯经常被用在体育场馆的泛光灯中。钪配合物表现出作为氢胺化催化剂3的潜力，而硫酸钪同样作为种子发芽剂。钪的这些应用是否会像它在战斗机中的应用一样受到重视，或者像它在板球棒上的使用一样不受欢迎，还有待观察。

1 Bautista，M.A.等人。阿蒙。不。R·阿斯特龙。SoC。393,1503-1512(2009)。