O escândio tem uma história particularmente notável porque sua existência foi prevista antes de sua descoberta. Em 1869, Dmitri Mendeleev (1834-1907), ao elaborar sua tabela periódica dos elementos, previu a existência de um elemento desconhecido que chamou de ekaboro (literalmente "acima do boro"), descrevendo com precisão suas propriedades supostas: massa atômica em torno de 44, densidade em torno de 3,5 g/cm³, formação de um óxido Eb₂O₃. Dez anos depois, em 1879, o químico sueco Lars Fredrik Nilson (1840-1899) descobriu efetivamente um novo elemento em minerais de euxenita e gadolinita extraídos de minas escandinavas. Ele chamou este elemento de escândio (do latim Scandia = Escandinávia) em homenagem à sua região de origem. Pouco depois, Per Teodor Cleve (1840-1905) demonstrou que o escândio de Nilson correspondia exatamente ao ekaboro previsto por Mendeleev, validando espetacularmente o poder preditivo da tabela periódica. Esta confirmação, juntamente com as do gálio (1875) e do germânio (1886), estabeleceu definitivamente a validade da classificação periódica de Mendeleev.
O escândio (símbolo Sc, número atômico 21) é o primeiro metal de transição da tabela periódica, pertencente ao grupo 3. Seu átomo possui 21 prótons, 21 elétrons e geralmente 24 nêutrons em seu único isótopo estável (\(\,^{45}\mathrm{Sc}\)).
À temperatura ambiente, o escândio é um metal sólido, branco prateado com um leve tom amarelado, relativamente macio e leve. Densidade ≈ 2,985 g/cm³. Ponto de fusão do escândio: 1.814 K (1.541 °C). Ponto de ebulição: 3.109 K (2.836 °C). O escândio escurece no ar, formando uma camada de óxido amarelado. Reage lentamente com água quente e dissolve-se facilmente em ácidos diluídos, liberando di-hidrogênio. O escândio possui propriedades incomuns: assemelha-se quimicamente às terras raras (lantanídeos) mais do que ao alumínio, apesar de estar no mesmo grupo. Sua configuração eletrônica [Ar] 3d¹ 4s² confere-lhe propriedades de transição entre os metais alcalino-terrosos e os metais de transição propriamente ditos.
| Isótopo / Notação | Prótons (Z) | Nêutrons (N) | Massa atômica (u) | Abundância natural | Meia-vida / Estabilidade | Decaimento / Observações |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Escândio-45 — \(\,^{45}\mathrm{Sc}\,\) | 21 | 24 | 44.955908 u | 100 % | Estável | Único isótopo natural do escândio; mononuclídico. |
| Escândio-46 — \(\,^{46}\mathrm{Sc}\) | 21 | 25 | 45.955168 u | Não natural | 83,79 dias | Radioativo β\(^-\) que decai em titânio-46. Usado como traçador radioativo em medicina e indústria. |
| Escândio-47 — \(\,^{47}\mathrm{Sc}\) | 21 | 26 | 46.952407 u | Não natural | 3,349 dias | Radioativo β\(^-\) que decai em titânio-47. Promissor em terapia direcionada contra o câncer. |
| Escândio-44 — \(\,^{44}\mathrm{Sc}\) | 21 | 23 | 43.959403 u | Não natural | 3,97 horas | Radioativo β\(^+\) e captura eletrônica que decai em cálcio-44. Usado em imagem PET (tomografia por emissão de pósitrons). |
| Outros isótopos — \(\,^{36}\mathrm{Sc}\) a \(\,^{60}\mathrm{Sc}\) | 21 | 15 — 39 | — (variáveis) | Não naturais | Milissegundos a horas | Isótopos muito instáveis produzidos artificialmente; pesquisa em física nuclear. |
O escândio forma principalmente compostos no estado de oxidação +III, comportamento típico das terras raras. Oxida-se lentamente no ar, formando uma camada protetora de óxido de escândio (Sc₂O₃) de cor amarelada. Em alta temperatura, o escândio queima facilmente, produzindo óxido de escândio branco. Reage com ácidos (clorídrico, sulfúrico, nítrico) liberando di-hidrogênio e formando sais de escândio (III). O escândio também reage com halogênios para formar haletos (ScCl₃, ScF₃). Os compostos de escândio incluem óxido de escândio (Sc₂O₃), cloreto de escândio (ScCl₃), sulfato de escândio (Sc₂(SO₄)₃) e diversos complexos organometálicos. Quimicamente, o escândio comporta-se mais como o ítrio e as terras raras do que como o alumínio, apesar de sua posição no grupo 3.
A aplicação mais importante do escândio reside nas ligas de alumínio-escândio (Al-Sc), descobertas na década de 1970 na União Soviética. A adição de apenas 0,1 a 0,5% de escândio ao alumínio produz efeitos espetaculares: aumento de 50% na resistência mecânica, melhora significativa na resistência à corrosão, melhor soldabilidade e conservação das propriedades mecânicas em alta temperatura. Essas ligas apresentam uma relação resistência/peso excepcional, até mesmo superior ao titânio para certas aplicações. O escândio forma precipitados nanométricos de Al₃Sc na matriz de alumínio que bloqueiam o movimento de discordâncias e refinam a estrutura cristalina. Essas propriedades extraordinárias fazem das ligas Al-Sc o material ideal para aeroespacial (estruturas de aviões, componentes de foguetes como o Falcon 9 da SpaceX), equipamentos esportivos profissionais e aplicações onde o peso deve ser mínimo mantendo resistência máxima. O principal obstáculo ao seu uso generalizado permanece o alto custo do escândio.
Paradoxalmente, o escândio não é particularmente raro em termos de abundância geoquímica: é aproximadamente tão abundante quanto o chumbo na crosta terrestre (cerca de 22 partes por milhão). No entanto, o escândio está extremamente disperso e quase nunca forma depósitos concentrados economicamente exploráveis. Encontra-se em traços em mais de 800 minerais diferentes, principalmente em minérios de terras raras, urânio, tungstênio e alumínio. Os minerais mais ricos em escândio são a thortveitita ((Sc,Y)₂Si₂O₇) e a kolbeckita (ScPO₄·2H₂O), mas são extremamente raros. O escândio é atualmente extraído principalmente como subproduto do processamento de minérios de outros metais, especialmente durante o refino do urânio, tratamento de resíduos de bauxita (alumínio) e processamento de terras raras. China, Rússia e Ucrânia são os principais produtores. A produção mundial anual de escândio é de apenas cerca de 15 a 20 toneladas de óxido de escândio, tornando-o extremamente caro (cerca de 3.000 a 5.000 dólares por quilograma).
O escândio é produzido em estrelas massivas durante as fases avançadas de nucleossíntese, principalmente por captura de nêutrons. As supernovas dispersam o escândio no meio interestelar. O escândio foi detectado espectroscopicamente em certas estrelas, particularmente em estrelas quimicamente peculiares e estrelas do tipo Ap. Sua abundância cósmica é relativamente baixa em comparação com outros elementos de massa similar como cálcio e titânio. A análise do escândio em meteoritos primitivos fornece informações sobre as condições físico-químicas durante a formação do sistema solar. As razões isotópicas do escândio em diferentes corpos celestes ajudam a entender os processos de nucleossíntese estelar e a evolução química da galáxia.
O desenvolvimento de fontes de escândio mais abundantes e econômicas é um desafio estratégico maior para as indústrias aeroespacial e de tecnologias avançadas. Pesquisas estão em andamento para extrair escândio dos resíduos de bauxita (lama vermelha), que contêm quantidades significativas, mas de difícil recuperação. A reciclagem de ligas de alumínio-escândio usadas também está se tornando uma prioridade. Projetos de mineração especificamente dedicados ao escândio estão em desenvolvimento na Austrália, Escandinávia e América do Norte. Se o custo do escândio pudesse ser reduzido por um fator de 10, seu uso em ligas de alumínio se tornaria economicamente viável em grande escala, revolucionando potencialmente as indústrias aeronáutica e automotiva com ganhos significativos de eficiência energética graças à redução de peso.
N.B.:
Em 1871, Mendeleev havia previsto uma massa atômica de 44 para seu "ekaboro"; o escândio tem efetivamente uma massa atômica de 44,96. Ele havia previsto uma densidade de 3,5 g/cm³; o escândio tem uma densidade de 2,985 g/cm³. Ele havia previsto a formação de um óxido Eb₂O₃; o escândio forma Sc₂O₃. Quando Per Teodor Cleve comparou as propriedades do escândio recém-descoberto com as previsões de Mendeleev, a correspondência era tão perfeita que surpreendeu a comunidade científica. Esta validação retumbante transformou a tabela periódica de uma simples classificação em uma verdadeira ferramenta preditiva, demonstrando que a natureza obedece a leis fundamentais que a inteligência humana pode descobrir e explorar.
Berílio (Z=4): um metal
raro com propriedades excepcionais 
