Соединения с галогенами

Скандий непосредственно взаимодействует со всеми галогенами. Однако его галогениды, за исключением фторида, обычно получают косвенным путем. Из раствора галогениды выделяются в виде кристаллогидратов.

Фторид ScF₃ получают путем нагревания Sc₂O₃ с плавиковой кислотой или действием фтороводородом на растворы солей скандия:

Sc₂O₃ + 6HF = 2ScF₃ + 3H₂O,

ScCl₃ + 3HF = ScF₃ + 3HCl.

ScF₃ – белое кристаллическое вещество, тугоплавкое и высококипящее. Растворяется в плавиковой кислоте, растворах фторидов калия, натрия и аммония, образуя комплексную кислоту H₃[ScF₆] и двойные соли Me[ScF₄], Me₂[ScF₅], Me₃[ScF₆].

Реакция ScF₃ + 3NH₄F = (NH₄)₃[ScF₆] используется для отделения скандия от РЗЭ, так как существует различие в растворимости фторидов РЗЭ и скандия в растворе NH₄F.

Растворимость ScF₃ в воде и минеральных кислотах меньше, чем фторидов РЗЭ. Это свойство также используется для отделения скандия от РЗЭ и Y.

Хлорид ScCl₃ – белое кристаллическое вещество. Гигроскопичен, на воздухе расплывается. Получают при нагревании Sc₂O₃ с углем в токе хлора. При нагревании на воздухе ScCl₃ переходит в ScОCl, плохо растворимый в воде, кислотах и щелочах.

При 800-850˚ С ScCl₃ возгоняется. Высокая летучесть может быть использована в процессе фракционированной сублимации для отделения скандия от большинства сопутствующих элементов (лантаноидов, Be, Ti, Fe, Zr, Hf и др.).

ScCl₃ растворяется в воде, спирте и растворах HCl, что используется для отделения скандия от Al, Y, РЗЭ.

Безводный ScCl₃ склонен к образованию двойных солей с хлоридами щелочных металлов (известны соли Me₃[ScCl₆], где Me – K, Na, Rb, Cs).

Из кристаллогидратов хлорида скандия наиболее устойчивы ScCl₃∙ 6Н₂О и ScCl₃∙ 9Н₂О. Гексагидрат кристаллизуется из солянокислых растворов. Выше 100˚ С разлагается до оксида.

Бромид и йодид ScBr₃, ScI₃ – твердые кристаллические вещества, очень гигроскопичные. Возгоняются соответственно при 929 и 909˚ С. Безводные соли получают при действии брома (йода) на скандий или галогеноводородов на ScCl₃ при нагревании:

ScCl₃ + 3НBr → ScBr₃ + 3НCl.

Безводные ScBr₃ и ScI₃ растворяются в воде и спирте. Из водных растворов кристаллизуются в виде гексагидратов ScBr₃∙ 6Н₂О, ScI₃∙ 6Н₂О.

При нагревании они разлагаются до оксида скандия:

ScBr₃∙ 6Н₂О ScBr₃∙ 3Н₂О → ScOBr → Sc₂O₃,

ScI₃∙ 6Н₂О Sc₂O₃.

Галогениды скандия плавятся под давлением и сублимируются (табл. 2.2).

 

Таблица 2.2. Температуры плавления и сублимации галогенидов скандия

Галогенид	tпл., ˚ С	tсубл., ˚ С
ScF3 ScCl3 ScBr3 ScI3		Не определена