Фторид скандия
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Фторид скандия(III) | |
| Другие имена Трифторид скандия | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| Информационная карта ECHA | 100.033.854 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| СФ 3 | |
| Молярная масса | 101.95112 g/mol |
| Появление | ярко-белый порошок |
| Плотность | 2,53 г/см 3 |
| Температура плавления | 1552 ° C (2826 ° F; 1825 К) [2] |
| Точка кипения | 1607 ° C (2925 ° F; 1880 К) [2] |
Произведение растворимости ( K sp ) | 5.81 × 10 −24 [1] |
| Структура | |
| Кубический , Пм 3 м | |
| Пм 3 м, № 221 | |
| Опасности | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Хлорид скандия(III) Бромид скандия(III) Йодид скандия(III) |
Другие катионы | Иттрий(III) фторид Фторид лютеция(III) |
Родственные соединения | Нитрат скандия(III) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Фторид скандия(III) , ScF 3 , представляет собой ионное соединение. Эта соль мало растворима в воде, но растворяется в присутствии избытка фторида с образованием ScF 6. 3− анион. [2]
Производство
[ редактировать ]ScF 3 можно получить реакцией скандия и фтора . [3] Он также образуется при извлечении из руды тортвейтита реакцией Sc 2 O 3 с бифторидом аммония при высокой температуре: [4]
- Sc 2 O 3 + 6 NH 4 HF 2 → 2 ScF 3 + 6 NH 4 F + 3 H 2 O
Полученная смесь содержит ряд фторидов металлов, которые восстанавливаются за счет реакции с металлическим кальцием при высокой температуре. [4] Для получения пригодного к использованию металлического скандия необходимы дальнейшие стадии очистки. [4]
Характеристики
[ редактировать ]Трифторид скандия обладает необычным свойством отрицательного теплового расширения , то есть сжимается при нагревании. Это явление объясняется четвертичным колебанием ионов фтора. Энергия, запасенная в изгибной деформации иона фтора, пропорциональна четвертой степени угла смещения, в отличие от большинства других материалов, где она пропорциональна квадрату смещения. Атом фтора связан с двумя атомами скандия, и с увеличением температуры фтор колеблется более перпендикулярно его связям. Это движение сближает атомы скандия по всему объему материала, который сжимается. [5] ScF 3 проявляет это свойство по меньшей мере в диапазоне от 10 К до 1100 К, выше которого он демонстрирует нормальное положительное тепловое расширение; кроме того, материал обладает кубической симметрией во всем этом диапазоне температур и по крайней мере до 1600 К при атмосферном давлении. Отрицательное тепловое расширение при очень низких температурах довольно сильное (коэффициент теплового расширения около -14 частей на миллион/К в диапазоне от 60 до 110 К). [6]
При атмосферном давлении трифторид скандия принимает кубическую кристаллическую систему, используя структуру перовскита с одной вакантной позицией металла. [7] Размер элементарной ячейки составляет 4,01 Å. [7] Трифторид скандия под давлением также образует различные кристаллические структуры с ромбоэдрической и тетраэдрической выше 3 ГПа. [7]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джон Рамбл (18 июня 2018 г.). Справочник CRC по химии и физике (99 изд.). ЦРК Пресс. стр. 5–189. ISBN 978-1138561632 .
- ^ Jump up to: а б с Эгон Виберг, Арнольд Фредерик Холлеман (2001) Неорганическая химия , Elsevier, ISBN 0-12-352651-5 .
- ^ SACotton, Скандий, иттрий и лантаноиды: неорганическая и координационная химия, Энциклопедия неорганической химии, 1994, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-93620-0 .
- ^ Jump up to: а б с Прадьот Патнаик, 2003, Справочник неорганических химикатов , McGraw-Hill Professional, ISBN 0-07-049439-8 .
- ^ Ву, Маркус (7 ноября 2011 г.). «Невероятно сжимающийся материал: инженеры раскрывают, как трифторид скандия сжимается при нагревании» . Физорг . Проверено 8 ноября 2011 г.
- ^ Греве, Бенджамин К.; Кеннет Л. Мартин; Питер Л. Ли; Питер Дж. Чупас; Карена В. Чепмен; Ангус П. Уилкинсон (19 октября 2010 г.). «Выраженное отрицательное тепловое расширение простой структуры: кубический ScF 3 ». Журнал Американского химического общества . 132 (44): 15496–15498. дои : 10.1021/ja106711v . ПМИД 20958035 .
- ^ Jump up to: а б с Александров, К.С.; В.Н. Воронов; А. Н. Втюрин; А.С. Крылов; М.С. Молокеев; М.С. Павловский; С.В. Горяинов; А. Ю. Лихачева; А.И. Анчаров (2009). «Фазовый переход, индуцированный давлением, в кубическом кристалле ScF3». Физика твердого тела . 51 (4): 810–816. Бибкод : 2009ФСС...51..810А . дои : 10.1134/S1063783409040295 . ISSN 1063-7834 . S2CID 119874020 .