فلوئورید اسکاندیم

 

فلوئورید اسکاندیم یک ترکیب یونی به شکل پودر سفید می باشد. این نمک در آب کمی محلول است اما در حضور فلوراید اضافی به طور کامل حل می شود و آنیون ScF۶۳ تشکیل می دهد.

 

اسکاندیم فلوراید یک منبع اسکاندیم محلول در آب برای استفاده در برنامه های حساس به اکسیژن، مانند تولید فلز است. ترکیبات فلوراید کاربردهای گوناگونی در فن آوری ها و علوم روز، از تصفیه روغن و اچ گرفته تا شیمی آلی مصنوعی و داروسازی دارند.

 

به عنوان مثال، فلوراید منیزیم توسط محققان موسسه ماکس پلانک برای اپتیک کوانتومی در سال ۲۰۱۳ و به منظور ایجاد فرکانس های نوری مادون قرمز متشکل از ریز تشدیدهای کریستالی مورد استفاده قرار گرفته است، توسعه ای که ممکن است منجر به پیشرفت های آینده در طیف سنجی مولکولی شود. از فلورایدها معمولاً برای آلیاژ فلزات و رسوب نوری استفاده می شود.

 

خواص و مشخصات شناسایی فلوئورید اسکاندیم

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                   پودر سفید رنگ فرمول شیمیایی                                                                   ScF۳
دانسیته                                                              (g/cm۳) ۲.۵۳ وزن مولکولی                                                        (g/mol)101.951
نقطه ذوب                                                                 (۰C)1552 شماره (CAS No)                                                       ۱۳۷۰۹-۴۷-۲
نقطه ذوب                                                                 (۰C)1607 ساختار کریستالی                                             مکعبی، Pm3m

 

تری فلوئورید اسکاندیم خاصیت غیرمعمول انبساط حرارتی منفی را نشان می دهد، به این معنی که با گرم شدن کوچک می شود. این پدیده با نوسان کوارتک یون های فلوراید توضیح داده می شود.

 

انرژی ذخیره شده در کرنش خمش یون فلوراید، برخلاف اکثر مواد دیگر که متناسب با مربع جابجایی است، با قدرت چهارم زاویه جابجایی متناسب است. یک اتم فلوئور به دو اتم اسکاندیم متصل می شود و با افزایش دما  فلور عمودتر با پیوندهای خود نوسان می کند.

 

ScF۳ این خاصیت را از حداقل دمای ۱۰ تا ۱۱۰۰ درجه کلوین یا بالاتر از آن نشان می دهد که انبساط گرمایی مثبت را نشان می دهد. علاوه بر این، این ماده دارای تقارن مکعبی در کل این محدوده دمایی و حداقل در فشار محیط ۱۶۰۰ است. انبساط حرارتی منفی در دماهای بسیار پایین کاملاً قوی می باشد.

 

در فشارهای محیطی، تری فلوئورید اسکاندیم با استفاده از ساختار پروسکیت با یک موقعیت خالی فلز، سیستم بلوری مکعبی را تصویب می کند که هر واحد سلول ۴.۰۱ آنگستروم است.

 

روش تولید

 

روش تولید فلوئورید اسکاندیم

 

اسکاندیم فلوئورید را می توان از طریق واکنش اسکاندیم و فلورین تولید کرد. همچنین در حین استخراج از سنگ معدن تورتویتیت و واکنش Sc۲O۳ با بی فلوئورید آمونیوم در دمای بالا تشکیل می شود:

 

Sc۲O۳ + ۶NH۴HF۲ → ۲ScF۳ + ۶NH۴F + 3H۲O

 

مخلوط حاصل حاوی تعدادی فلز فلورید است و این مساله در اثر واکنش با فلز کلسیم در دمای بالا کاهش می یابد.برای تولید اسکاندیم فلزی قابل استفاده، مراحل تصفیه بیشتر لازم می باشد.

 

شیمی سنتز هیدروترمال اسکاندیم فلوراید شیمی سنتز هیدروترمال این ماده و ساختارهای بلوری متفاوت این ترکیب، در مقاله ای که در سال ۲۰۰۶ منتشر شده است مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه سنتزهای هیدروترمال و ساختارهای کریستالی سه نوع فلوراید اسکاندیم جدید گزارش شده است.

 

ساختار فلوئورید اسکاندیم

 

 

ساختار فلوئورید اسکاندیم

 

مقاله ای با عنوان رمز و راز ساختاری فلوراید اسکاندیم در سال ۲۰۱۷ منتشر شده است که در آن فلوراید اسکاندیم یک کریستال شفاف به شکل مکعب است و یک محصول جانبی از استخراج می باشد. این ترکیب به صورت تجاری استفاده نمی شود و جالب است که با گرم شدن ساختارش کوچک می شود!

 

بیشتر مواد با گرم شدن متورم می شوند. مواد واقعاً ساده مانند گاز هیدروژن متورم می شوند زیرا گرما باعث می شود تا اتم های آنها با سرعت بیشتری به یکدیگر نزدیک شوند و بیشتر به یکدیگر برخورد کنند، بنابراین همین افزایش برخوردهای اتم ها به فضای بیشتری نیاز دارند.

 

مواد پیچیده تر نیز متورم می شوند، به همین دلیل درب ورودی چوبی شما در تابستان تمایل به چسبیدن دارد. اما مواد جامد مانند چوب به اندازه گاز نمی توانند متورم شوند زیرا اتم های آنها به هم پیوسته و به مولکول های طولانی و بهم پیوسته متصل شده اند، بنابراین آنها فقط به اطراف حرکت می کنند و درب را کمی تورم می کنند.

 

Occhialini استدلال کرده است که در این مورد لازم است بر روی فلوراید اسکاندیم کار شود و یک مدل از پویایی کریستال آن بررسی گردد. فلوئورید اسکاندیم یک ساختار کاملاً ساده دارد: یک کریستال جامد است که هر اتم اسکاندیم را با شش فلوئور احاطه کرده و پشته هایی از اکتاهدرا (الماس هشت طرفه) می سازد.

 

محققان امیدوارند که:

 

درک ساختار ساده این ماده ممکن باشد. فهمیدن “انبساط حرارتی منفی” عجیب و غریب اسکاندیم فلوراید، همانطور که ​​فیزیکدانان آن را، انقباض مربوط به گرما می نامند، می تواند بینشی کلی ایجاد کند نسبت به سایر مواد پیچیده تر که با همین موضوع روبرو هستند.

 

مطالعه اولیه مولکول های فلوراید اسکاندیم: ScF ،ScF۲ و SCF۳، عنوان مقاله ای است که در سال ۲۰۱۲ منتشر شده است. پارامترهای هندسی تعادل، فرکانس ها و شدت های حالت عادی در طیف IR، و انرژی های نسبی حالت های الکترونیکی پایین این مولکول های فلوئورید اسکاندیم با روش CCSD (T) محاسبه شده است.

 

 

جهت جستجوی محصولات شیمیایی اینجا جستجو کنید.

خرید مواد شیمیایی از این سایت تحت گارانتی دکتر شاهرضایی می باشد.