Соединения иттрия - Википедия - Yttrium compounds

An соединение иттрия это химическое соединение содержащий иттрий (символ элемента: Y). Среди этих соединений иттрий обычно имеет валентность +3. В растворимость свойства соединений иттрия аналогичны свойствам лантаноиды. Например оксалаты и карбонаты плохо растворимы в воде, но растворимы в избыточных растворах оксалатов или карбонатов по мере образования комплексов. Сульфаты и двойные сульфаты обычно растворимы. Они напоминают «иттриевую группу» тяжелых элементов ланатанидов.

Халькогениды

Оксиды и гидроксиды иттрия представляют собой оксид иттрия (Y2О3) и гидроксид иттрия (Г (ОН)3), соответственно, и оба они представляют собой белые твердые вещества, которые трудно растворимы в воде. Среди них оксид иттрия можно получить путем нагревания карбонат иттрия или же оксалат иттрия. В качестве альтернативы оксихлорид Y3О4Cl можно нагреть на воздухе, чтобы получить оксид.

Гидроксид иттрия может быть осажден реакцией растворимых соединений иттрия с едкий натр или же аммиак, а также может быть получен гидролизом алкоксид иттрия. Гидроксикислоты и сахара, присутствующие в растворе, предотвращают образование осадков из-за образования стабильных координационных соединений. Гидроксид иттрия можно разложить при нагревании. Сначала образуется основной оксид иттрия (YO (OH)), а при продолжении нагрева получается оксид иттрия. И оксид иттрия, и гидроксид иттрия легко растворяются в сильных кислотах с образованием соответствующих солей иттрия.

Халькогениды иттрия Y2S3, Y2Se3, а Y2Te3 известны. Их можно получить прямым соединением элементарных веществ или безводного хлора. Реакция соединений с халькогенидом дает: [9]

Y2О3 + 3 часа2E → Y2E3 + 3 часа2О
2 Y + 3 E → Y2E3 (E = S, Se, Te)

Галогениды

Галогениды иттрия могут быть получены взаимодействием оксида иттрия, гидроксида иттрия или карбоната иттрия с соответствующим раствором галогеноводородной кислоты. Для хлорида иттрия (YCl3) и бромид иттрия (YBr3), гидрат галогенида иттрия может быть осажден путем охлаждения их насыщенного раствора или путем пропускания соответствующего галогенида водорода. Галогениды иттрия, как и галогениды металлов лантаноидов, не могут быть получены прямым нагревом гидрата, иначе будет образовываться оксигалогенид иттрия (YOX). Безводные соединения могут быть получены нагреванием гидрата в потоке галогенида водорода или обработкой его галогенидом и сульфоксидом аммония. [10] Помимо образования гидратов (YF3 · 1 / 2H2O, YCl3 · 6H2O, YBr3· 6H2O и YI3· 8H2O) галогениды иттрия также могут образовывать комплексы с некоторыми лигандами. Вещества, такие как [Y (Me 3 PO) 6] X 3 или [Y (Me 3 AsO) 6] X 3 (X = Cl, Br, I) и т.п. с оксиды фосфина. [11] Иттрий и галогены (кроме фтора [12]) или псевдогалогены может также образовывать комплексы, такие как Cs 3 [Y2я9 ], (Bu4N)3 [Y (NCS)6 ], так далее.[1]

Взаимодействие металлического иттрия с хлоридом иттрия или бромидом иттрия дает низкоокислительные моногалогениды YX и сесквихлорид иттрия Y2Cl3, и сесквибромид Y2Br3 (X = Cl, Br).[2]

Бинарные соединения

YB66 выращенные зонной плавкой

Два гидриды иттрия известны при стандартных условиях, YH2 и YH3.[3] Под высоким давлением, YH9, а полигидрид стабилен под давлением и является сверхпроводником при температурах до 243 К.[4][5]

Иттрий и пниктиды может образовывать соединения с химической формулой YE (E = N, P, As, Sb). Они могут гидролизоваться во влажном воздухе и выделять летучие гидриды EH3.

Иттрий и углерод могут образовывать различные соединения, такие как Y2C3,[6] YC2.[7] Их можно сделать несколькими способами:

2 Y + 3 C → Y2C3
Y2О3 + 7 C → 2 YC2 + 3 СО ↑

Также существует несколько силицидов иттрия, таких как YSi2,[8] Y5Si4 и YSi.[9]

Иттрий и бор также могут образовывать много красочных соединений, таких как золото YB.4 , синий YB6 , голубой YB12. Они металлические; YB66 представляет собой полупроводник, а его удельное сопротивление при комнатной температуре составляет 106 Ом · см.[10]

Соли оксокислот

Иттрия нитрат

Большинство солей сильных кислот растворимы в воде. В ионный радиус (0,900) иттрия в [Y (H2O)6]3+ похож на гольмий [Хо (Х2O)6]3+ (0,901) и отличается от легко гидролизуемого [Sc (H2O)6]3+.[11]

Карбонат иттрия и оксалат иттрия плохо растворимы в воде, но растворяются в кислоте. При нагревании они разлагаются до оксида иттрия.

Соли органических кислот

Иттрия ацетат

Соли органических кислот иттрия включают формиат иттрия, ацетат иттрия, пропионат иттрия, бутират иттрия. Все они получают растворением карбоната или оксида в соответствующей кислоте. Ароматические поликарбоксилаты, такие как фталевая кислота или тримеллитовая кислота, имеют жесткую форму и могут координировать более одного атома иттрия с образованием металлоорганический каркас сложный.[12][13]

Рекомендации

  1. ^ Илюхин, А.Б .; Петросянц, С. П. (5 декабря 2012 г.). «Структурное разнообразие галогенидных комплексов иттрия (III)». Российский журнал неорганической химии. 57 (13): 1653–1681. Дои:10.1134 / S0036023612130037. S2CID  95909634.
  2. ^ Mattausch, H .; Hendricks, J. B .; Eger, R .; Corbett, J.D .; Саймон, А. (июль 1980 г.). «Восстановленные галогениды иттрия с прочной связью металл-металл: монохлорид иттрия, монобромид, сесквихлорид и сесквибромид». Неорганическая химия. 19 (7): 2128–2132. Дои:10.1021 / ic50209a057.
  3. ^ Куме, Тетсудзи; Охура, Хироюки; Такеичи, Томоо; Омура, Аяко; Мачида, Акихико; Ватануки, Тецу; Аоки, Кацутоши; Сасаки, Шигео; Симидзу, Хироясу; Такемура, Кеничи (31 августа 2011 г.). «Исследование ScH3 под высоким давлением: Рамановская, инфракрасная и видимая абсорбционная спектроскопия». Физический обзор B. 84 (6): 064132. Bibcode:2011PhRvB..84f4132K. Дои:10.1103 / PhysRevB.84.064132.
  4. ^ Пэн, Фэн; Солнце, Инь; Пикард, Крис Дж .; Потребности, Ричард Дж .; Ву, Цян; Ма, Янмин (8 сентября 2017 г.). «Водородные клатратные структуры в гидридах редкоземельных элементов при высоких давлениях: возможный путь к сверхпроводимости при комнатной температуре». Письма с физическими проверками. 119 (10): 107001. Bibcode:2017PhRvL.119j7001P. Дои:10.1103 / PhysRevLett.119.107001. PMID  28949166. S2CID  206298261.
  5. ^ Kong, P.P .; Миньков, В. С .; Кузовников, М. А .; Беседин, С.П .; Дроздов, А.П .; Mozaffari, S .; Balicas, L .; Балакирев, Ф. Ф .; Пракапенка, В. Б .; Greenberg, E .; Князев, Д. А .; Еремец, М.И. (2019). «Сверхпроводимость до 243 К в гидридах иттрия при высоком давлении». arXiv:1909.10482. Bibcode:2019arXiv190910482K. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  6. ^ Крупка, M.C .; Георгий, А.Л .; Krikorian, N.H .; Szklarz, E.G. (Январь 1969 г.). «Синтез под высоким давлением и сверхпроводящие свойства сесквикарбида иттрия». Журнал менее распространенных металлов. 17 (1): 91–98. Дои:10.1016/0022-5088(69)90039-3.
  7. ^ Чжоу, Дэн; Серафин, Супапан; Ван, Су (19 сентября 1994 г.). «Одностенные углеродные нанотрубки, растущие радиально из частиц YC2». Письма по прикладной физике. 65 (12): 1593–1595. Bibcode:1994АпФЛ..65.1593З. Дои:10.1063/1.112924.
  8. ^ Сигал, Майкл П .; Kaatz, Forrest H .; Грэм, Уильям Р .; Сантьяго, Хорхе Дж .; Ван дер Шпигель, Ян (октябрь 1989 г.). «Образование эпитаксиального силицида иттрия на кремнии (111)». Журнал прикладной физики. 66 (7): 2999–3006. Bibcode:1989JAP .... 66.2999S. Дои:10.1063/1.344184.
  9. ^ Button, T.W .; McColm, I.J .; Уорд, Дж. М. (апрель 1990 г.). «Получение силицидов и оксидов-силицидов иттрия». Журнал менее распространенных металлов. 159: 205–222. Дои:10.1016 / 0022-5088 (90) 90149-Е.
  10. ^ Оливер, Д.У.; Брауэр, Джордж Д. (декабрь 1971 г.). «Выращивание монокристалла YB66 из расплава». Журнал роста кристаллов. 11 (3): 185–190. Bibcode:1971JCrGr..11..185O. Дои:10.1016/0022-0248(71)90083-2.
  11. ^ Биохимия скандия и иттрия. Часть 1. Физико-химические основы. Springer США. ISBN  978-1-4613-6936-3.
  12. ^ Thirumurugan, A .; Натараджан, Шринивасан (2004). «Синтез, строение и люминесцентные свойства бензолдикарбоксилатов иттрия с одно- и трехмерной структурой». Dalton Transactions (18): 2923–8. Дои:10.1039 / B408403A. PMID  15349168.
  13. ^ Ло, Цзюньхуа; Сюй, Хуну; Лю, Юнь; Чжао, Юшэн; Daemen, Luke L .; Браун, Крейг; Тимофеева, Татьяна В .; Ма, Шэнцянь; Чжоу, Хун-Кай (июль 2008 г.). «Адсорбция водорода в высокостабильном пористом редкоземельном металлоорганическом каркасе: сорбционные свойства и нейтронографические исследования». Журнал Американского химического общества. 130 (30): 9626–9627. Дои:10.1021 / ja801411f. PMID  18611006.

Смотрите также

  • Категория: Минералы иттрия