Другие бескислородные соединения

Сульфид Sc₂S₃ может быть получен сплавлением простых веществ, прокаливанием Sc₂O₃ в токе H₂S, обработкой безводного сульфата или хлорида сероводородом при повышенной температуре. Sc₂S₃ – желтое кристаллическое вещество; плотность 2, 8 г / cм³, t_пл. = 1700˚ С. До 100˚ С устойчив на воздухе. При высокой температуре разлагается до Sc₂O₃, Sc₂(SO₄)₃ и SO₂. Горячей водой и кислотами разлагается с выделением H₂S.

Селенид Sc₂Se₃, теллуриды Sc₂Te₃ и ScTe образуются при сплавлении скандия с селеном и теллуром. Это тугоплавкие кристаллические вещества: Sc₂Se₃ – красновато-фиолетовый, с плотностью 5, 26 г/см³; Sc₂Te₃ – черный, плотн. 4, 55 г/см³. Нерастворимы в воде, при действии минеральных кислот разлагаются, выделяя селеноводород и теллуроводород.

Нитрид ScN образуется при взаимодействии простых веществ выше 500˚ С (быстро при 900˚ С). Нитрид скандия в виде твердого раствора, содержащий 1, 2 % примеси ScC, получают путем прокаливания Sc₂О₃ с углем в токе азота при 1900-2000˚ С

Sc₂О₃ + 3С + N₂ → 2ScN + 3CO.

Это твердое темно-синее вещество, с плотностью 4, 2 г/см³, плавится при 2550˚ С. Устойчив на воздухе до 600˚ С; при дальнейшем нагревании быстро окисляется. Устойчив в холодной и горячей воде. Разлагается раствором NaOH и кислотами: медленно – серной, быстро и полностью – соляной и азотной.

Карбид скандия. Данные о нем противоречивы. Установлено существование карбида близкого по составу к ScC, плотность – 3, 6 г/см³. Получают восстановлением Sc₂О₃ углем при 2000˚ С или синтезом из простых веществ:

Sc₂О₃ + 5С = 2ScC + 3CO.

Карбид представляет собой темно-серое с металлическим блеском вещество. Склонен присоединять кислород, образуя оксикарбиды примерного состава Sc₂C₂O. Растворяет углерод; образует твердые растворы с карбидами других металлов. Так, описано получение сплавов на основе TiC-ScC, обладающих высокой микротвердостью (5400 кг/мм²), значительно превышающей микротвердость TiC (3000 кг/мм²). Такое резкое возрастание твердости фазы на основе TiC – следствие высокой незаполненности d-электронной оболочки Sc, являющегося наиболее акцепторноспособным среди переходных металлов. Эти сплавы также характеризуются высокими температурами плавления.

Силицид ScSi получен при взаимодействии Sc₂О₃ с кремнием в вакууме в интервале температур 1000-1900˚ С

2 Sc₂О₃ + 7Si = 4ScSi + 3SiO₂.

Получить ScSi₂ не удалось.

Гидрид ScH₃ получается при нагревании металла в атмосфере водорода. Это твердое кристаллическое вещество, обладающее при повышенной температуре заметным давлением пара. При 300, 500, 600, 900˚ С давление его паров равно соответственно 6, 8; 20, 8; 55, 1; 262, 2 мм рт. ст.

Тиоцианаты скандия. Средний тиоцианат Sc(CNS)₃ получают взаимодействием сульфата скандия с тиоцианатом бария. Известен кислый тиоцианат ScH(CNS)₄. Оба вещества используются при экстракционном отделении скандия. Sc(CNS)₃ с тиоцианатами щелочных металлов образует ряд комплексных соединений. Их получают по реакции Sc₂(SO₄)₃ + 3Me₂SO₄ + 6Ba(CNS)₂ = 2Me₃[Sc(CNS)₆] + 6BaSO₄, в соотношении ионов Sc³⁺: Me⁺: CNS^- = 1: 3: 6.

Me₃[Sc(CNS)₆] – гигроскопичные соединения; связь скандия с группой CNS^-осуществляется через атом N. Растворимость их уменьшается с увеличением радиуса катиона внешней сферы. Так, при 20˚ С растворимость составляет 78, 5 % для Li₃[Sc(CNS)₆]·13Н₂О, 75, 71 % для Na₃[Sc(CNS)₆]·4Н₂О, 73 % для K₃[Sc(CNS)₆], 71, 82 % для Rb₃[Sc(CNS)₆] и

70, 48 % для Cs₃[Sc(CNS)₆]. Термическая устойчивость возрастает по ряду Li < Na < K < Rb < Cs. Полное обезвоживание соединения лития протекает одновременно с разложением. Для соединений Na⁺, K⁺, NH₄⁺ характерно образование безводных гексатиоцианоскандиатов.