Skandium fluorid - Scandium fluoride

Skandium fluorid
ScF3structure.jpg
Jména
Název IUPAC
Skandium (III) fluorid
Ostatní jména
Skandium trifluorid
Identifikátory
3D model (JSmol )
Informační karta ECHA100.033.854 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 237-555-4
Číslo RTECS
  • VQ8930000
Vlastnosti
ScF3
Molární hmotnost101,95112 g / mol
Vzhledzářivě bílý prášek
Hustota2,53 g / cm3
Bod tání 1552 ° C (2826 ° F; 1825 K)[1]
Bod varu 1607 ° C (2925 ° F; 1880 K)[1]
Struktura
Krychlový, Odpoledne3m
Odpoledne3m, č. 221
Nebezpečí
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Související sloučeniny
jiný anionty
Chlorid skandnatý (III)
Bromid skandia (III)
Jodid skandnatý (III)
jiný kationty
Fluorid yttritý
Související sloučeniny
Dusičnan skandia (III)
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Skandium (III) fluorid, ScF3, je iontová sloučenina. Je mírně rozpustný ve vodě, ale rozpouští se v přítomnosti přebytečného fluoridu za vzniku ScF63− anion.[1]

Výroba

ScF3 lze vyrobit reakcí skandium a fluor.[2] Tvoří se také při těžbě z rudy thortveitite reakcí Sc2Ó3 s amonný bifluorid při vysoké teplotě:[3]

Sc2Ó3 + 6 NH4HF2 → 2 ScF3 + 6 NH4F + 3 H2Ó

Výsledná směs obsahuje řadu fluoridů kovů a to se redukuje reakcí s kovem vápenatým při vysoké teplotě.[3] K výrobě použitelného kovového skandia jsou zapotřebí další kroky čištění.[3]

Vlastnosti

Skandium trifluorid vykazuje neobvyklou vlastnost negativní tepelná roztažnost, což znamená, že se při zahřátí zmenšuje. Tento jev je vysvětlen kvartickou oscilací fluoridových iontů. Energie uložená v ohybovém napětí fluoridového iontu je úměrná čtvrté síle úhlu posunutí, na rozdíl od většiny ostatních materiálů, kde je úměrná druhé mocnině posunutí. Atom fluoru je navázán na dva atomy skandia a jak se teplota zvyšuje, fluór osciluje více kolmo k jeho vazbám. Tento pohyb přitahuje atomy skandia dohromady skrz sypký materiál, který se smršťuje.[4] ScF3 vykazuje tuto vlastnost od nejméně 10 K do 1100 K, nad nimiž vykazuje normální pozitivní tepelnou roztažnost; dále má materiál kubickou symetrii v celém tomto teplotním rozsahu a až alespoň 1 600 K při okolním tlaku. Negativní tepelná roztažnost při velmi nízkých teplotách je poměrně silná (koeficient tepelné roztažnosti kolem -14 ppm / K mezi 60 a 110 K).[5]

Při tlacích okolí přijímá skandium trifluorid kubický krystalický systém pomocí perovskitová struktura s jednou kovovou pozicí volnou.[6] Rozměr jednotkové buňky je 4,01 Å.[6] Pod tlakem skandium trifluorid také tvoří různé krystalové struktury s rhombohedrálním a nad 3 GPa čtyřbokým.[6]

Reference

  1. ^ A b C Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman (2001) Anorganická chemie, Elsevier, ISBN  0-12-352651-5.
  2. ^ SA Cotton, Scandium, Yttrium and the Lanthanides: Anorganic and Coordination Chemistry, Encyclopedia of Anorganic Chemistry, 1994, John Wiley & Sons, ISBN  0-471-93620-0.
  3. ^ A b C Pradyot Patnaik, 2003, Handbook of Anorganic Chemicals, McGraw-Hill Professional, ISBN  0-07-049439-8.
  4. ^ Woo, Marcus (7. listopadu 2011). „Neuvěřitelný smršťovací materiál: Inženýři odhalují, jak se skandium trifluorid smršťuje teplem“. Physorg. Citováno 8. listopadu 2011.
  5. ^ Greve, Benjamin K .; Kenneth L. Martin; Peter L. Lee; Peter J. Chupas; Karena W. Chapman; Angus P. Wilkinson (19. října 2010). "Výrazná negativní teplotní expanze z jednoduché struktury: krychlový ScF3". Journal of the American Chemical Society. 132 (44): 15496–15498. doi:10.1021 / ja106711v. PMID  20958035.
  6. ^ A b C Aleksandrov, K. S .; V. N. Voronov; A. N. Vtyurin; A. S. Krylov; M. S. Molokeev; M. S. Pavlovskiĭ; S. V. Goryaĭnov; A. Yu. Likhacheva; A. I. Ancharov (2009). "Fázový přechod vyvolaný tlakem v krychlovém krystalu ScF3". Fyzika pevného stavu. 51 (4): 810–816. doi:10.1134 / S1063783409040295. ISSN  1063-7834. S2CID  119874020.