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钪化合物

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钪化合物是IIIB族元素钪（Sc）形成的化合物，它在自然界中广泛存在。在地壳中，钪元素的平均丰度为36×10−4%，但其分布很分散，它的矿物主要多为氧化物、硅酸盐和磷酸盐。[1]在水溶液中，钪以[Sc(H2O)6]3+离子形式存在，这一离子可以水解或聚合，得到[Sc(H2O)5(OH)]2+、[Sc2(H2O)10(OH)2]4+等羟基离子。[2]

卤化物及氧族化物

六水合三氯化钪是无色易溶于水的晶体，样品纯度为99.999%

钪的三卤化物除氟化钪外都易溶于水，它们可由氧化钪或氢氧化钪和相应的氢卤酸反应制得：[3]

Sc(OH)3 + 3 HX → ScX3 + 3 H2O

无水氯化钪可由氧化钪和四氯化碳或氯化铵反应得到，直接加热ScCl3·6H2O只会得到ScOCl等碱式盐。[3]ScCl3的反应性低于AlCl3，其难溶于非极性有机溶剂、高升华温度等性质类似于ThCl4。[4]氯化钪和钪在钽制容器中加热至877 °C，可以得到一氯化钪（ScCl），它与ZrBr同构。[5]

氧化钪（Sc2O3）是白色固体，可有其它钪化合物的热分解得到。氢氧化钪（Sc(OH)3）则由钪盐的溶液和碱反应制得，它具有两性。[6]硫属化物Sc2E3（E=S, Se, Te）是半导体，而ScS有金属性。[6]

含氧酸盐

硫酸钪可由硝酸钪和硫酸反应得到，[7]它存在无水物和多种水合物，从溶液中析出的七水合物可以风化。[8]硒酸钪的制备方法和硫酸钪类似，其钾盐复盐和铵盐复盐难溶于水，钠盐复盐易溶于水。[8]原碲酸钪（Sc2TeO6）可由氧化钪和三氧化碲在850 °C反应得到。[9]

甲酸钪（Sc(HCOO)3）可由硝酸钪和甲酸反应制得，由于其溶解度较小，会从溶液中析出；对其在水中进行重结晶会得到碱式盐Sc(OH)(HCOO)2，在HCOOM（M=Li, Na, K）溶液中重结晶，会得到M3Sc(HCOO)6，其中锂盐为三水合物。[10]乙酸钪（Sc(CH3COO)3）可由氧化钪和乙酸酐或碳酸钪和乙酸反应制得，它在水中重结晶可以得到具有链状结构的无水物，每个钪原子通过三个桥联的乙酸根相连。[11]它和丙酸、丁酸、异丁酸或辛酸反应，可以得到相应的羧酸盐Sc(RCOO)3，这些化合物难溶于普通的有机溶剂，但随着碳链延长，溶解度会有所提高，如辛酸钪在苯中可溶。[12]钪和羧酸可以形成一系列的金属有机框架材料。[13]

参考文献

  1. ^ 无机化学丛书. pp 4. 1.2 存在.
  2. ^ 无机化学丛书. pp 24. 化学性质.
  3. ^ 3.0 3.1 无机化学丛书. pp 35. 3.2 卤化钪.
  4. ^ Funk, H.; Koehler, B. The chemistry of scandium. Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie, 1963. 325 (1-2): 67-71. ISSN 0044-2313.
  5. ^ Kenneth R. Poeppelmeier, John D. Corbett. Metal-metal bonding in reduced scandium halides. Synthesis and crystal structure of scandium monochloride. Inorganic Chemistry. 1977-02, 16 (2): 294–297 [2022-12-29]. ISSN 0020-1669. doi:10.1021/ic50168a013. （原始内容存档于2022-12-29） （英语）. 
  6. ^ 6.0 6.1 无机化学丛书. pp 50. 3.3 氧化钪; pp 53. 3.4 氢氧化钪; pp 56. 3.5 硫族化物
  7. ^ Ladenburg, Albert. Handwörten der chemie. Breslau: E. Trewendt. 1882: 472. OCLC 19423544 （德语）. 
  8. ^ 8.0 8.1 无机化学丛书. pp 58. 3.5.2 氧硫化钪、亚硫酸钪和硫酸钪; pp 59. 3.5.3 亚硒酸钪和硒酸钪.
  9. ^ Patrick Höss, Thomas Schleid. Sc 2 Te 5 O 13 und Sc 2 TeO 6 : Die ersten Oxotellurate des Scandiums. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 2007-08, 633 (9): 1391–1396 [2022-12-29]. ISSN 0044-2313. doi:10.1002/zaac.200700074. （原始内容存档于2022-12-29） （英语）. 
  10. ^ Sterba-Bohm, J. S.; Melichar, M. The rare earths. I. Collection of Czechoslovak Chemical Communications, 1935. 7: 56-58. ISSN 0010-0765.
  11. ^ Fuchs, Robert; Straehle, Joachim. Crystal structure of scandium(III) acetate, a metal(III) acetate with a chain structure. Zeitschrift fuer Naturforschung, Teil B: Anorganische Chemie, Organische Chemie, 1984. 39B (12): 1662-1663. ISSN 0340-5087.
  12. ^ Rai, A. K.; Parashar, G. K. Synthesis and Structural Studies of Some Scandium(III) Carboxylates. Synthesis and Reactivity in Inorganic and Metal-Organic Chemistry (Informa UK Limited). 1979, 9 (4): 301–307. ISSN 0094-5714. doi:10.1080/00945717908069746. 
  13. ^ Barsukova, Marina O.; Sapchenko, Sergey A.; Dybtsev, Danil N.; Fedin, Vladimir P. Scandium-organic frameworks: progress and prospects. Russian Chemical Reviews (Autonomous Non-profit Organization Editorial Board of the journal Uspekhi Khimii). 2018-11-01, 87 (11): 1139–1167. ISSN 0036-021X. doi:10.1070/rcr4826. 

书籍

  • 无机化学丛书. 第七卷 钪 稀土元素. 科学出版社.
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