فلوريد السكانديوم

(تم التحويل من Scandium fluoride)
فلوريد السكانديوم
ScF3structure.jpg
الأسماء
اسم أيوپاك
Scandium(III) fluoride
أسماء أخرى
Scandium trifluoride
المُعرِّفات
رقم CAS
3D model (JSmol)
ChemSpider
رقم EC
  • 237-555-4
رقم RTECS
  • VQ8930000
الخصائص
الصيغة الجزيئية ScF3
كتلة مولية 101.95112 جم/مول
المظهر مسحوق أبيض لامع
الكثافة 2.53 جم/سم3
نقطة الانصهار
نقطة الغليان
نتاج قابلية الذوبان، Ksp 5.81×10−24[1]
البنية
البنية البلورية مكعب، Pm3m
الزمرة الفراغية Pm3m, No. 221
المخاطر
NFPA 704 (معيـَّن النار)
Flammability code 0: لن يشتعل. مثل الماءHealth code 2: التعرض الشديد أو المتواصل ولكن ليس بمزمن قد يتسبب في عجز مؤقت أو جرح بُحتمل بقاؤه. مثل الكلوروفورمReactivity code 0: مستقر في العادة، حتى تحت ظروف التعرض للنار، ولا يتفاعل مع الماء. مثل النيتروجين السائلSpecial hazards (white): no codeNFPA 704 four-colored diamond
0
2
0
مركبات ذا علاقة
كلوريد السكانديوم الثلاثي
بروميد السكانديوم الثلاثي
يوديد السكانديوم الثلاثي
فلوريد الإتريوم الثلاثي
فلوريد لوتيتيوم الثلاثي
مركـّبات ذات علاقة
نترات السكناديوم الثلاثي
ما لم يُذكر غير ذلك، البيانات المعطاة للمواد في حالاتهم العيارية (عند 25 °س [77 °ف]، 100 kPa).
X mark.svgN verify (what is YesYX mark.svgN ?)
مراجع الجدول

كلوريد السكانديوم الثلاثي (Scandium(III) fluoride، رمزه الكيميائي ScF3)، هو مركب أيوني. هذا الملح قليل الذوبان في الماء، لكنه يذوب في وجود فائض من الفلورايد لتكوين الأنيون ScF63−.[2]

الإنتاج

ScF3 can be produced by reacting scandium and fluorine.[3] It is also formed during the extraction from the ore thortveitite by the reaction of Sc2O3 with ammonium bifluoride at high temperature:[4]

Sc2O3 + 6 NH4HF2 → 2 ScF3 + 6 NH4F + 3 H2O

The resulting mixture contains a number of metal fluorides and this is reduced by reaction with calcium metal at high temperature.[4] Further purification steps are required to produce usable metallic scandium.[4]

الخصائص

Scandium trifluoride exhibits the unusual property of negative thermal expansion, meaning it shrinks when heated. This phenomenon is explained by the quartic oscillation of the fluoride ions. The energy stored in the bending strain of the fluoride ion is proportional to the fourth power of the displacement angle, unlike most other materials where it is proportional to the square of the displacement. A fluorine atom is bound to two scandium atoms, and as temperature increases the fluorine oscillates more perpendicularly to its bonds. This motion draws the scandium atoms together throughout the bulk material, which contracts.[5] ScF3 exhibits this property from at least 10 K to 1100 K above which it shows the normal positive thermal expansion; furthermore, the material has cubic symmetry over this entire temperature range, and up to at least 1600 K at ambient pressure. The negative thermal expansion at very low temperatures is quite strong (coefficient of thermal expansion around -14 ppm/K between 60 and 110 K).[6]

At ambient pressures scandium trifluoride adopts the cubic crystal system, using the perovskite structure with one metal position vacant.[7] The unit cell dimension is 4.01 Å.[7] Under pressure scandium trifluoride also forms different crystal structures with rhombohedral, and above 3 GPa tetrahedral.[7]

Scandium fluoride features high transparency across UV to IR wavelengths, low optical absorption, and a low refractive index (~1.5).[8][9] It exhibits nonlinear optical properties for frequency conversion and can luminesce when doped with rare-earth ions.[10]

المصادر

  1. ^ John Rumble (June 18, 2018). CRC Handbook of Chemistry and Physics (in English) (99 ed.). CRC Press. pp. 5–189. ISBN 978-1138561632.{{cite book}}: CS1 maint: unrecognized language (link)
  2. ^ خطأ استشهاد: وسم <ref> غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة Wiberg&Holleman
  3. ^ S.A.Cotton, Scandium, Yttrium and the Lanthanides: Inorganic and Coordination Chemistry, Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 1994, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-93620-0.
  4. ^ أ ب ت Pradyot Patnaik, 2003, Handbook of Inorganic Chemicals, McGraw-Hill Professional, ISBN 0-07-049439-8.
  5. ^ Woo, Marcus (7 November 2011). "An incredible shrinking material: Engineers reveal how scandium trifluoride contracts with heat". Physorg. Retrieved 8 November 2011.
  6. ^ Greve, Benjamin K.; Kenneth L. Martin; Peter L. Lee; Peter J. Chupas; Karena W. Chapman; Angus P. Wilkinson (19 October 2010). "Pronounced Negative Thermal Expansion from a Simple Structure: Cubic ScF3". Journal of the American Chemical Society. 132 (44): 15496–15498. doi:10.1021/ja106711v. PMID 20958035.
  7. ^ أ ب ت 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). "Pressure-induced phase transition in the cubic ScF3 crystal". Physics of the Solid State. 51 (4): 810–816. Bibcode:2009PhSS...51..810A. doi:10.1134/S1063783409040295. ISSN 1063-7834. S2CID 119874020.
  8. ^ Loewen, Eric. "Scandium Fluoride: Properties, Applications, and Future Prospects". Stanford Advanced Materials. Retrieved Oct 16, 2024.
  9. ^ Karimov, Denis; Buchinskaya, Irina (2019). "Growth from the Melt and Properties Investigation of ScF3 Single Crystals". Crystals. 9 (7): 371. doi:10.3390/cryst9070371.
  10. ^ Pang, Min; Feng, Jing (2013). "Phase-tunable synthesis and upconversion photoluminescence of rare-earth-doped sodium scandium fluoride nanocrystals". CrystEngComm. 15 (35): 6901–6904. doi:10.1039/C3CE40849C.