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36×104%,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。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。
卤化物及氧族化物
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:
: 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。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。
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。硫属化物Sc2E3(E=S, Se, Te)是半导体,而ScS有金属性。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。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。
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。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。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。钪和羧酸可以形成一系列的金属有机框架材料。
参考文献
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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