鈧化合物是IIIB族元素鈧(Sc)形成的化合物,它在自然界中廣泛存在。在地殼中,鈧元素的平均豐度為36×10−4%,但其分布很分散,它的礦物主要多為氧化物、硅酸鹽和磷酸鹽。[1]在水溶液中,鈧以[Sc(H2O)6]3+離子形式存在,這一離子可以水解或聚合,得到[Sc(H2O)5(OH)]2+、[Sc2(H2O)10(OH)2]4+等羥基離子。[2]
鹵化物及氧族化物
鈧的三鹵化物除氟化鈧外都易溶於水,它們可由氧化鈧或氫氧化鈧和相應的氫鹵酸反應製得:[3]
- Sc(OH)3 + 3 HX → ScX3 + 3 H2O
無水氯化鈧可由氧化鈧和四氯化碳或氯化銨反應得到,直接加熱ScCl3·6H2O只會得到ScOCl等鹼式鹽。[3]ScCl3的反應性低於AlCl3,其難溶於非極性有機溶劑、高升華溫度等性質類似於ThCl4。[4]氯化鈧和鈧在鉭制容器中加熱至877 °C,可以得到一氯化鈧(ScCl),它與ZrBr同構。[5]
氧化鈧(Sc2O3)是白色固體,可有其它鈧化合物的熱分解得到。氫氧化鈧(Sc(OH)3)則由鈧鹽的溶液和鹼反應製得,它具有兩性。[6]硫屬化物Sc2E3(E=S, Se, Te)是半導體,而ScS有金屬性。[6]
含氧酸鹽
硫酸鈧可由硝酸鈧和硫酸反應得到,[7]它存在無水物和多種水合物,從溶液中析出的七水合物可以風化。[8]硒酸鈧的製備方法和硫酸鈧類似,其鉀鹽復鹽和銨鹽復鹽難溶於水,鈉鹽復鹽易溶於水。[8]原碲酸鈧(Sc2TeO6)可由氧化鈧和三氧化碲在850 °C反應得到。[9]
甲酸鈧(Sc(HCOO)3)可由硝酸鈧和甲酸反應製得,由於其溶解度較小,會從溶液中析出;對其在水中進行重結晶會得到鹼式鹽Sc(OH)(HCOO)2,在HCOOM(M=Li, Na, K)溶液中重結晶,會得到M3Sc(HCOO)6,其中鋰鹽為三水合物。[10]乙酸鈧(Sc(CH3COO)3)可由氧化鈧和乙酸酐或碳酸鈧和乙酸反應製得,它在水中重結晶可以得到具有鏈狀結構的無水物,每個鈧原子通過三個橋聯的乙酸根相連。[11]它和丙酸、丁酸、異丁酸或辛酸反應,可以得到相應的羧酸鹽Sc(RCOO)3,這些化合物難溶於普通的有機溶劑,但隨着碳鏈延長,溶解度會有所提高,如辛酸鈧在苯中可溶。[12]鈧和羧酸可以形成一系列的金屬有機框架材料。[13]
參考文獻
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