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鈧元素及其化合物


實驗室k / 2019-06-26

       鈧，［Ar］3d14s2與第Ⅲ族Al同屬是Sc，Y，La，Ac分族的第一個成員。鈧的離子半徑～0.7Å，比Y和鑭系元素離子的半徑小很多，因此它的化學(xué)行為與同屬的Al更相似。確實，事實上鈧的化合物不知道配位數(shù)有超過六的，這點與Al顯著相似。對低氧化態(tài)的存在沒有證明，雖然Sc和ScX3相互作用生成異?；瘜W(xué)計量的相，例如ScI2.17和ScBr2.3。

       鈧十分普通，它的豐度與砷相似，是硼的兩倍。它不容易被利用，部分由于缺乏富礦，部分由于分離困難。用陽離子交換法，以草酸作洗提液可以從鑭系元素中把鈧分離出來。
       氧化物    Sc2O3與Al2O3相似，堿性比鑭系元素氧化物弱。加堿于Sc3+溶液中生成水合氧化物Sc2O3·nH2O，但已知有一種結(jié)構(gòu)與AlO(OH)相同的氫氧化物ScO(OH)。水合氧化物是兩性的，溶于濃NaOH中。它的鹽Na3[Sc(OH)6]·2H2O可以從溶液中結(jié)晶出來，但陰離子只有在氫氧根濃度＞8MI時才穩(wěn)定。將Sc2O3和堿金屬氧化物熔融也能制得“酸鹽”例如LiScO2。
       Sc3+離子比鑭系元素離子更容易水解；在高氯酸溶液中主要離子是ScOH2+，Sc2(OH)24+，Sc3(OH)45+和Sc3(OH)54+，但在氯化物介質(zhì)中也存在象ScCl2+那樣的離子。
       鹵化物    氟化物不溶于水，但易溶于過量的HF或NH4F中生成象ScF63-那樣的氟絡(luò)合物，在NaF—ScF3體系中存在著Na3ScF6和NaScF4的冰晶石相，這確證了鈧與Al的相似性。鹵化物ScCl3容易水解，它比鑭系元素鹵化物在更低溫度下就升華，并能與FeCl3同晶型的不同結(jié)構(gòu)的固體結(jié)合。 ScCl3與AlCl3不同，不能用作弗瑞迪-克拉夫茨(Friedel-Crafts)催化劑。
       含氧酸鹽和絡(luò)合物    已知有簡單水合含氧酸鹽和一些復(fù)鹽如K2SO4·Sc2(SO4)3·nH2O，它不溶于K2SO4溶液中。鈧的酒石酸鹽、磷酸鹽和草酸鹽的銨復(fù)鹽也不溶于水。
       鈧的β-二酮鹽與Al相似，而與鑭系元素不相似它的乙酰丙酮鹽通常是無水的，在200℃附近升華。在pH1.5-2用苯可以從水溶液中萃取出TTA絡(luò)合物，而8-羥基喹啉鹽可以被CHCl3定量地萃??；Sc3+也可以用季銨鹽從硫酸鹽水溶液中萃取出來。
       雖然加硫氰酸鹽于酸性Sc3+溶液中形成黃色，起初認為由于形成了絡(luò)合物，但現(xiàn)知黃色是由有機硫化物所產(chǎn)生的，從水溶液中得到的是組成不定的絡(luò)合物。
       能制得許多八面體絡(luò)合物，諸如[Se(DMSO)6](ClO4)3和[Scbipy3](SCN)3等。

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