Thortveitite.
Mineral. - Silicato di scandio di colore verde-nero, monoclino. Si presenta sotto forma di cristalli a forma di prisma o in aggregati disposti a raggiera. Ha formula Sc2(Si2O7); è stato rinvenuto in Madagascar e in Norvegia.
(da Scandinavia, Paese natale dello scopritore). Chim. - Elemento chimico di numero atomico 21 e peso atomico 44,956; simbolo: Sc. Nella tavola periodica degli elementi si colloca nel III gruppo, sottogruppo B, del quale costituisce il capostipite, avendo ittrio, lantanio ed attinio come omologhi superiori. Presenta un solo isotopo stabile, il 4521Sc. La sua esistenza era stata prevista da D. Mendeleev in base alla proprietà degli altri elementi, basandosi sulla tavola periodica che egli aveva per primo costruito; da lui fu detto ekaboro. La scoperta risale al 1859 e fu opera di L.F. Nilson, che gli diede il nome poi accettato come ufficiale. ║ Stato naturale e preparazione: lo s. è un elemento assai raro nella crosta terrestre, della quale costituisce solo il 5,1 x 10-4 % in peso: è comunque più abbondante di altri elementi considerati di solito più comuni come oro, argento, platino, mercurio, cadmio e bismuto. È abbastanza diffuso in associazione con altri elementi nei minerali di ferro bivalente, magnesio, stagno e zirconio nei quali, data la similitudine di raggio atomico, può sostituire quei metalli. Il suo unico minerale degno di rilievo è thorvetite, un silicato di scandio ed ittrio di formula (SC,Y)2Si2O7, alquanto raro, che si trova soprattutto nella località di Sätersdalen (Norvegia) e nel Madagascar. Esso ha un titolo in Sc2O3 del 36-42%; altri minerali di altri elementi come la wolframite, la euxenite, ecc. hanno dei titoli dello 1-2% in Sc2O3. Lo s. viene preparato a partire dal suo ossido Sc2O3, ottenuto dai minerali attraverso un processo lungo che lo garantisce ad una purezza del 99,9% o superiore che viene trasformato poi nel fluoruro ScF3. Da questo si ottiene il metallo per riduzione con calcio metallico, operando in un recipiente di tantalio sotto vuoto o con gas inerti. Si opera quindi una decalcificazione facendo volatilizzare il calcio sotto vuoto e si purifica lo s. metallico a 1.750 °C per distillazione e condensazione su una parete fredda. Successivamente se ne opera la fusione e colata in lingotti sempre sotto protezione di un'atmosfera inerte di argon. Per la conservazione e il trasporto si ricorre a recipienti ermetici, sempre sotto argon. Le difficoltà di questo processo consistono sia nel fatto di dover operare sempre sotto ambiente inerte sia nel fatto che il processo di produzione dell'ossido puro è complicato dalla grande similitudine che esiste fra lo s., l'ittrio ed i lantanidi. ║ Proprietà: lo s. si presenta come un metallo cristallizzato in condizioni ambiente nel sistema esagonale, con peso specifico 3,016. Le sue proprietà fisiche sono incerte; fonde verso i 1.540 °C e bolle verso i 2.836 °C. Le sue caratteristiche fisiche e meccaniche sono alquanto simili a quelle dell'ittrio e del titanio, mentre le sue proprietà chimiche sono vicine a quelle dei lantanidi, soprattutto i più pesanti. È il primo degli elementi di transizione e la sua unica valenza ben stabile è la +3, in perfetto accordo con la sua struttura elettronica. ║ Composti: i suoi composti hanno una formula facilmente definibile, data la costanza della sua valenza. Sono stati preparati l'ossido Sc2O3, il solfuro Sc2S3, il cloruro ScCl3, il fluoruro ScF3, il bromuro ScBr3, il nitrato Sc(NO3)2, il solfato Sc2(SO4)3 e così via. Questi sali hanno le proprietà previste da Mendeleev secondo i ragionamenti di analogia con altri elementi. L'idrato Sc(OH) è una base forte, ottenibile in forma di precipitato bianco gelatinoso. Il comportamento chimicamente più interessante dello s. si ha nella formazione di ioni complessi con coordinamento di sei molecole di acqua, cioè del tipo:
[Sc (H2O)6]3+
in luogo dello ione Sc3 puro e semplice. Altra sua caratteristica interessante è la formazione di numerosi complessi organici, alcuni dei quali colorati; il suo composto con l'acetilacetone è perfettamente isolabile e ben stabile. ║ Usi: lo s. non ha per ora alcuna applicazione industriale degna di nota. Le sue proprietà fino ad oggi conosciute lo rendono però un metallo interessante per la produzione di leghe speciali, adatte per le alte temperature, e come elemento alligante della ghisa nodulare in sostituzione del magnesio. Tutte le sue possibili applicazioni sono però frenate dall'elevato costo che è pari a quasi 1.000 volte quello del suo omologo superiore, l'ittrio, in alternativa al quale potrebbe essere impiegato.
Bot. - Di pianta con fiori provvisti di stami e pistilli (sinonimo di ermafrodito o bisessuale) e dei fiori stessi. - Cristall. - Sistema m.: uno dei sette sistemi di simmetria dei cristalli. Rientrano in questo gruppo cristalli in cui, dei tre assi cristallografici, due sono perpendicolari a quello principale, ma obliqui tra loro. ║ Per estens. - I cristalli appartenenti al sistema m.
Mat. - P. indefinito o angoloide improprio: figura dello spazio determinata da tutte le rette di uguale direzione passanti per i punti di un poligono. Esso è intersezione, non vuota e non piana, di un numero finito di semispazi: è pertanto una figura convessa. ║ P. finito o semplicemente p.: intersezione, limitata e non vuota, di un p. indefinito con uno strato, ovvero parte di p. indefinito compreso tra due sezioni fatte con piani paralleli. Un p. si presenta, quindi, come un poliedro in cui due facce, dette basi, sono costituite da poligoni qualsiasi, purché congruenti e con i lati corrispondenti paralleli, e le altre facce, dette laterali, sono costituite da tanti parallelogrammi quanti sono i lati di una base; la distanza tra le due basi, ovvero tra le due sezioni, prende il nome di altezza, mentre i lati delle facce vengono detti spigoli. Un p. si dice retto se gli spigoli laterali sono perpendicolari ai piani delle basi, obliquo se gli spigoli laterali sono obliqui rispetto ai piani delle basi; un p. retto le cui basi siano poligoni regolari si dice regolare. Nel caso particolare in cui le basi siano costituite da parallelogrammi, il p. prende il nome di parallelepipedo. Per quanto riguarda le misure, la superficie laterale di un p. retto è uguale al prodotto del perimetro della base per la lunghezza dello spigolo laterale, mentre la superficie totale è uguale alla somma di quella laterale e dell'area delle due basi; il volume di un p. qualsiasi, invece, è dato dal prodotto dell'area di base per l'altezza. ║ P. archimedeo: poliedro archimedeo, costituito da due poligoni regolari di n lati, con facce laterali quadrate. - Fis. - P. ottico: in ottica, qualsiasi mezzo trasparente limitato da due superfici piane non parallele tra loro; l'angolo diedro formato da queste prende il nome di angolo rifrangente. I più diffusi sono, generalmente, p. di vetro a sezione triangolare, dei quali si utilizzano due sole facce (su una incidono i raggi luminosi, dall'altra emergono); lo spigolo formato da queste facce viene detto spigolo rifrangente, mentre la faccia opposta ad esso viene detta base. I p. sono usati in ottica per due scopi principali: il primo, a cui adempiono i p. dispersivi, è di provocare, per rifrazione, la dispersione di un fascio di luce opportunamente inviato su una faccia, mentre il secondo, a cui adempiono i p. a riflessione, è quello di provocare, mediante una o più riflessioni interne, opportune deviazioni o ribaltamenti di raggi luminosi. ║ P. acromatico: sistema di p. ottici che permette di deviare un fascio di luce composta senza provocarne la dispersione. ║ P. a riflessione totale: p. ottico costruito e montato in modo tale che un fascio di luce, penetrato nel p., venga riflesso totalmente dalla seconda faccia ed emerga da una terza faccia. ║ P. di Féry: p. ottico a superfici cilindriche, che funge contemporaneamente da p., specchio o lente. Costruito generalmente in quarzo, viene impiegato nello spettrografo di Féry. ║ P. di Nicol: polarizzatore a birifrangenza, costituito da un poliedro rombico di calcite opportunamente lavorato, al cui interno è inserito uno sottile strato di balsamo del Canada. Un raggio di luce naturale incidente sul p. si scinde in un raggio ordinario e in uno straordinario; regolando opportunamente l'angolo di incidenza, il raggio ordinario subisce riflessione totale sullo strato di balsamo, venendo deviato lateralmente e assorbito. Il p., pertanto, è attraversato solamente dal raggio straordinario, a sua volta polarizzato nel piano normale alla sezione principale del cristallo, cioè nel piano normale alle diagonali corte delle facce terminali del p. ║ P. di Pellin-Broca: sistema costituito da due p. disperdenti, aventi angolo di rifrangenza uguale a 30°, collegati tra loro mediante un terzo p. a riflessione totale. Il p. di Pellin-Broca, montato su uno spettrometro, permette l'osservazione delle righe lungo una direzione normale a quella di incidenza. ║ P. obiettivo: sistema ottico costituito da un p. dispersivo e da un obiettivo acromatico, usato nel passato in astrofisica al posto dello spettrografo. Il p. obiettivo ha, rispetto allo spettrografo a fenditura, il vantaggio di permettere la registrazione simultanea sulla lastra fotografica degli spettri di molte stelle, ma presenta lo svantaggio di una minore definizione delle immagini.
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L'insieme dei raggi che si dipartono tutto intorno da un punto. ║ A r.: disposizione di elementi simile a quella di raggi uscenti da un punto luminoso. - Icon. - Nell'iconografia cristiana, fascio di raggi con il quale viene rappresentato lo Spirito Santo. A partire dal XIV sec. la r. venne utilizzata per rappresentare i beati, distinguendoli dai santi, rappresentati con un nimbo.
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