Оксид скандия
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Оксид скандия(III) | |
| Другие имена Скандия, полуторный оксид скандия | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| Информационная карта ECHA | 100.031.844 |
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| Sc2OSc2O3 | |
| Молярная масса | 137.910 g/mol |
| Появление | Белый порошок |
| Плотность | 3,86 г/см 3 |
| Температура плавления | 2485 ° C (4505 ° F; 2758 К) |
| нерастворим в воде | |
| Растворимость | растворим в горячих кислотах (реагирует) |
| Структура [1] | |
| Биксбиит | |
| Дубль 3 (№ 206) | |
а = 985 вечера | |
| Опасности | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Сульфид скандия(III) |
Другие катионы | Оксид иттрия(III) Оксид лютеция(III) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Оксид скандия(III) или скандия представляет собой неорганическое соединение формулы Sc 2 O 3 . Это один из нескольких оксидов редкоземельных элементов с высокой температурой плавления . Он используется при получении других соединений скандия , а также в высокотемпературных системах (из-за его устойчивости к нагреву и тепловому удару ), электронной керамике и композиции стекла (в качестве вспомогательного материала).
Структура и физические свойства
[ редактировать ]Оксид скандия (III) имеет кубическую кристаллическую структуру ( точечная группа : тетраэдр (T h ), пространственная группа : Ia 3 ), содержащую 6-координационные металлические центры. [2] Порошковый дифракционный анализ показывает, что расстояния связей Sc-O составляют 2,159–2,071 Å. [1]
Оксид скандия является изолятором с шириной запрещенной зоны 6,0 эВ. [3]
Производство
[ редактировать ]Оксид скандия является основной формой очищенного скандия, производимого горнодобывающей промышленностью. Богатые скандием руды, такие как торвейтит (Sc,Y) 2 (Si 2 O 7 ) и колбекит ScPO 4 ·2H 2 O, встречаются редко, однако следовые количества скандия присутствуют во многих других минералах. Поэтому оксид скандия преимущественно производится как побочный продукт экстракции других элементов.
Реакции
[ редактировать ]Оксид скандия является основной формой очищенного скандия, производимого горнодобывающей промышленностью, что делает его отправной точкой для всей химии скандия.
Оксид скандия реагирует с большинством кислот при нагревании с образованием ожидаемого гидратированного продукта. Например, при нагревании в избытке водного раствора образуется гидрат ScCl 3 · n H 2 O. HCl Его можно сделать безводным путем выпаривания досуха в присутствии NH 4 Cl с последующей очисткой смеси путем удаления NH 4 Cl путем сублимации при 300-500°С. [4] Присутствие NH 4 Cl необходимо, поскольку в противном случае гидратированный ScCl 3 · n H 2 O при высыхании образовал бы смешанный оксихлорид .
- Sc 2 O 3 + 6 HCl + x H 2 O → 2 ScCl 3 · n H 2 O + 3 H 2 O
- ScCl 3 · n H 2 O + n NH 4 Cl → ScCl 3 + n H 2 O + n NH 4 Cl
Аналогичным образом он превращается в гидратированный трифлат скандия(III) (Sc(OTf) 3 · n H 2 O) по реакции с трифликовой кислотой . [5]
Металлический скандий получают в промышленности восстановлением оксида скандия; это происходит путем превращения во фторид скандия с последующим восстановлением металлическим кальцием . Этот процесс в некотором смысле похож на процесс Кролла по производству металлического титана .
Оксид скандия образует со щелочами скандатные соли, в отличие от своих высших гомологов оксида иттрия и оксида лантана (но подобно оксиду лютеция ), образуя, например, K 3 Sc(OH) 6 с КОН. В этом оксид скандия проявляет большее сходство с оксидом алюминия .
Естественное явление
[ редактировать ]Природная скандия, хотя и нечистая, встречается в виде минерала кангита . [6]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Кноп, Освальд; Хартли, Джин М. (15 апреля 1968 г.). «Уточнение кристаллической структуры оксида скандия». Канадский химический журнал . 46 (8): 1446–1450. дои : 10.1139/v68-236 .
- ^ Уэллс А.Ф. (1984) Структурная неорганическая химия, 5-е издание Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
- ^ Емелин, А.В.; Катаева Г.В.; Рябчук В.К.; Серпоне, Н. (1 октября 1999 г.). «Фотостимулированная генерация дефектов и поверхностные реакции на ряде твердых тел из оксидов металлов с широкой запрещенной зоной». Журнал физической химии Б. 103 (43): 9190–9199. дои : 10.1021/jp990664z .
- ^ Стотц, Роберт В.; Мелсон, Гордон А. (1 июля 1972 г.). «Получение и механизм образования безводных хлорида и бромида скандия (III)». Неорганическая химия . 11 (7): 1720–1721. дои : 10.1021/ic50113a058 .
- ^ МакКлеверти, Дж. А. и Мейер, Т. Дж., Комплексная координационная химия II , 2003, Elsevier Science, ISBN 0-08-043748-6 , Том. 3, с. 99 ["Кипячение оксида скандия с трифликовой кислотой приводит к выделению гидратированного трифлата скандия"]
- ^ Миндада, http://www.mindata.org/min-42879.html.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|