Оксид скандия - Scandium oxide

Оксид скандия (III)
Кристаллструктура Lanthanoid-C-Typ.png
__ Sc3+ __ О2−
Имена
Название ИЮПАК
Оксид скандия (III)
Другие имена
Скандия, полуторный оксид скандия
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ECHA InfoCard100.031.844 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
Характеристики
Sc2О3
Молярная масса137,910 г / моль
Внешностьбелый порошок
Плотность3,86 г / см3
Температура плавления 2485 ° С (4505 ° F, 2758 К)
не растворим в воде
Растворимостьрастворим в горячих кислотах (реагирует)
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Оксид скандия (III) или же скандия это неорганическое соединение с формулой Sc2О3. Это один из нескольких оксиды из редкоземельные элементы с высоким температура плавления. Используется при приготовлении других скандий составов, а также в высокотемпературных системах (из-за его устойчивости к нагреванию и тепловой удар ), электронный керамика, и стекло композиция (как вспомогательный материал).

Структура и физические свойства

Оксид скандия (III) имеет кубический Кристальная структура (точечная группа: тетраэдрический (Tчас), космическая группа: Я3), содержащий 6-координатные металлические центры.[1] Порошковая дифракция Анализ показывает, что расстояния связи Sc-O составляют 2,159–2,071 Å.[2]

Оксид скандия - изолятор с запрещенная зона 6.0 эВ.[3]

Производство

Оксид скандия является первичной формой рафинированного скандий производится горнодобывающей промышленностью. Богатые скандием руды, такие как Thortveitite (Sc, Y)2(Si2О7) и колбекит ScPO4· 2H2О редки, однако следовые количества скандия присутствуют во многих других минералах. Таким образом, оксид скандия в основном образуется как побочный продукт при экстракции других элементов.

Реакции

Оксид скандия является первичной формой рафинированного скандий производится в горнодобывающей промышленности, что делает его отправной точкой для всей химии скандия.

Оксид скандия реагирует с большинством кислот при нагревании с образованием ожидаемого гидратированный товар. Например, нагревание избытка водной HCl производит гидратированный ScCl3·пЧАС2О. Его можно сделать безводным путем выпаривания досуха в присутствии NH4Cl, затем смесь очищают путем удаления NH4Cl - пользователем сублимация при 300-500 ° С.[4] Наличие NH4Cl требуется, так как гидратированный ScCl3·пЧАС2О иначе образовал бы смешанный оксихлорид при высыхании.

Sc2О3 + 6 HCl + Икс ЧАС2O → 2 ScCl3·пЧАС2O + 3 H2О
ScCl3·пЧАС2O + п NH4Cl → ScCl3 + п ЧАС2O + п NH4Cl

Точно так же он превращается в гидратированный трифлат скандия (III) (Sc (OTf)3·пЧАС2O) реакцией с трифликовая кислота.[5]

Металлический скандий промышленно производится снижение оксида скандия; это происходит через преобразование в фторид скандия с последующим уменьшением металлическим кальций. Этот процесс в некотором роде похож на Кролл процесс для производства металлических титан.

Оксид скандия образует соли скандата со щелочами, в отличие от его высших гомологов. оксид иттрия и оксид лантана (но, как оксид лютеция ), например, образуя K3Sc (OH)6 с КОН. В этом оксид скандия проявляет большее сходство с оксид алюминия.

Естественное явление

Природная скандия, хотя и нечистая, встречается как минерал. кангит.[6]

Рекомендации

  1. ^ Уэллс А.Ф. (1984) Структурная неорганическая химия 5-е издание Oxford Science Publications ISBN  0-19-855370-6
  2. ^ 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.
  3. ^ Эмелин, А. В .; Катаева, Г. В .; Рябчук, В.К .; Серпоне, Н. (1 октября 1999 г.). «Фотостимулированная генерация дефектов и поверхностных реакций на серии твердых тел с широкозонной запрещенной зоной». Журнал физической химии B. 103 (43): 9190–9199. Дои:10.1021 / jp990664z.
  4. ^ Stotz, Роберт В .; Мелсон, Гордон А. (1 июля 1972 г.). «Приготовление и механизм образования безводных хлорида и бромида скандия (III)». Неорганическая химия. 11 (7): 1720–1721. Дои:10.1021 / ic50113a058.
  5. ^ МакКлеверти, Дж. и Мейер, Т.Дж., Комплексная координационная химия II, 2003 г., Elsevier Science, ISBN  0-08-043748-6, Vol. 3, стр. 99 [«Кипячение оксида скандия с трифликовой кислотой приводит к выделению гидратированного трифлата скандия»]
  6. ^ Миндат, http://www.mindat.org/min-42879.html