Фторид скандия - Scandium fluoride

Фторид скандия
ScF3structure.jpg
Имена
Название ИЮПАК
Фторид скандия (III)
Другие имена
Трифторид скандия
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ECHA InfoCard100.033.854 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 237-555-4
Номер RTECS
  • VQ8930000
Характеристики
ScF3
Молярная масса101,95112 г / моль
Внешностьярко-белый порошок
Плотность2,53 г / см3
Температура плавления 1552 ° С (2826 ° F, 1825 К)[1]
Точка кипения 1607 ° С (2925 ° F, 1880 К)[1]
Структура
Кубический, Вечера3м
Вечера3м, №221
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)
Родственные соединения
Другой анионы
Хлорид скандия (III)
Бромид скандия (III)
Иодид скандия (III)
Другой катионы
Иттрий (III) фторид
Родственные соединения
Нитрат скандия (III)
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Фторид скандия (III), ScF3, представляет собой ионное соединение. Он слабо растворим в воде, но растворяется в присутствии избытка фторида с образованием ScF.63− анион.[1]

Производство

ScF3 может быть произведено путем реакции скандий и фтор.[2] Он также образуется при добыче из руды. Thortveitite по реакции Sc2О3 с бифторид аммония при высокой температуре:[3]

Sc2О3 + 6 NH4HF2 → 2 ст.3 + 6 NH4F + 3 H2О

Полученная смесь содержит некоторое количество фторидов металлов, количество которых уменьшается в результате реакции с металлическим кальцием при высокой температуре.[3] Для получения пригодного для использования металлического скандия требуются дополнительные стадии очистки.[3]

Характеристики

Трифторид скандия проявляет необычное свойство отрицательное тепловое расширение, то есть сжимается при нагревании. Это явление объясняется четвертой частотой колебаний фторид-ионов. Энергия, запасенная в деформации изгиба фторид-иона, пропорциональна четвертой степени угла смещения, в отличие от большинства других материалов, где она пропорциональна квадрату смещения. Атом фтора связан с двумя атомами скандия, и при повышении температуры фтор колеблется более перпендикулярно своим связям. Это движение сближает атомы скандия по всему объему материала, который сжимается.[4] ScF3 проявляет это свойство по крайней мере от 10 К до 1100 К, выше которого он показывает нормальное положительное тепловое расширение; кроме того, материал имеет кубическую симметрию во всем диапазоне температур и, по крайней мере, до 1600 К при атмосферном давлении. Отрицательное тепловое расширение при очень низких температурах довольно велико (коэффициент теплового расширения около -14 ppm / K между 60 и 110 K).[5]

При атмосферном давлении трифторид скандия принимает кубическую кристаллическую систему с использованием структура перовскита с одной вакантной металлической позицией.[6] Размер элементарной ячейки 4,01 Å.[6] Под давлением трифторид скандия также образует различные кристаллические структуры с ромбоэдрической и тетраэдрической формами выше 3 ГПа.[6]

Рекомендации

  1. ^ а б c Эгон Виберг, Арнольд Фредерик Холлеман (2001) Неорганическая химия, Эльзевьер, ISBN  0-12-352651-5.
  2. ^ С.А. Коттон, Скандий, иттрий и лантаноиды: неорганическая и координационная химия, Энциклопедия неорганической химии, 1994, John Wiley & Sons, ISBN  0-471-93620-0.
  3. ^ а б c Прадёт Патнаик, 2003 г., Справочник неорганических химикатов, McGraw-Hill Professional, ISBN  0-07-049439-8.
  4. ^ Ву, Маркус (7 ноября 2011 г.). «Невероятно усаживающийся материал: инженеры показали, как трифторид скандия сжимается при нагревании». Physorg. Получено 8 ноября 2011.
  5. ^ 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 ScF3". Журнал Американского химического общества. 132 (44): 15496–15498. Дои:10.1021 / ja106711v. PMID  20958035.
  6. ^ а б c Александров, К. С .; В. Н. Воронов; Втюрин А.Н. Крылов А.С.; М. С. Молокеев; М. С. Павловский; С.В. Горячнов; А.Ю. Лихачева; Анчаров А.И. (2009). «Фазовый переход под давлением в кубическом кристалле ScF3». Физика твердого тела. 51 (4): 810–816. Дои:10.1134 / S1063783409040295. ISSN  1063-7834. S2CID  119874020.