Χλωριούχο σκάνδιο

Το χλωριούχο σκάνδιο ή τριχλωριούχο σκάνδιο ή τριχλωρίδιο του σκανδίου ή τριχλωροσκάνδιο (αγγλικά scandium chloride) είναι η ανόργανη δυαδική ιονική χημική ένωση με εμπειρικό τύπο ScCl3. Το χημικά καθαρό χλωριούχο σκάνδιο, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, είναι λευκό πολύ υδατοδιαλυτό στερεό, με (σχετικά) υψηλή θερμοκρασία τήξης. Το χλωριούχο σκάνδιο έχει κυρίως ερευνητικό εργαστηριακό ενδιαφέρον. Είναι εμπορικά διαθέσιμο τόσο σε άνυδρη μορφή, όσο και σε εξαένυδρη (ScCl3•6H2O).

 Παραγωγή 
Μέθοδος 1η

Το χλωριούχο σκάνδιο μπορεί να ληφθεί με αντίδραση μεταξύ οξειδίου του σκανδίου (Sc2O3) ή ανθρακικού σκανδίου (ScCO3) και χλωριούχου αμμωνίου (NH4Cl):Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 897.

Μέθοδος 2η

Μια παραλλαγή της προηγούμενης μεθόδου είναι η επίδραση με υδροχλωρικό οξύ σε οξείδιο του σκανδίου:

Μέθοδος 3η

Από την προηγούμενη μέθοδο, αν αλλαχθεί του οξείδιο του σκανδίου με υδροξείδιο του σκανδίου [Sc(OH)3], μπορούμε να έχουμε και πάλι τριχλωριούχο σκάνδιο:

Μέθοδος 4η

Από τη μέθοδο #3 με αλλαγή του οξειδίου του σκανδίου από θειούχο σκάνδιο (Sc2S3), μπορούμε επίσης να έχουμε τριχλωριούχο σκάνδιο:

Μέθοδος 5η

Το χλωριούχο σκάνδιο μπορεί επίσης να παραχθεί με επίδραση υδροχωρικού οξέος (HCl) σε μεταλλικό σκάνδιο:

Μέθοδος 6η

Το χλωριούχο σκάνδιο μπορεί ακόμη να παραχθεί με ολική σύνθεση, δηλαδή απευθείας από τα χημικά στοιχεία από τα οποία προέρχεται, μεταλλικό σκάνδιο και διχλώριο (Cl2):Webelements: Scandium Chemistry

Μέθοδος 7η

Τέλος είναι δυνατό να παραχθεί το χλωριούχο σκάνδιο με αντίδραση ανάμεσα σε οξείδιο του σκανδίου και διχλώριο, εξαιτίας της χαμηλής σταθερότητας του ενδιάμεσα σχηματιζόμενου οξυχλωριούχου σκανδίου (ScOCl):

 Δομή 
Το χλωριούχο σκάνδιο κρυσταλλώνεται στο μοτίβο του τριιωδιούχου βισμουθίου BiI3, που δηλαδή αποτελείται από οκταεδρικά κέντρα σκανδίου.Crystal Structure of ScCl3 Refined from Powder Neutron Diffraction Data, Fjellvåg, H., Karen, P., Acta Chemica Scandinavica, 48, 294-297,  Το μονομερικό χλωριούχο σκάνδιο είναι το επικρατόν χημικό είδος στην κατάσταση των ατμών, ενώ το διμερικό (Sc2Cl6) βρίσκεται σε αναλογία περίπου 8%.Haaland A., Martinsen K-G, Shorokhov D.J, Girichev G.V., Sokolov V.I, J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1998, 2787 - 2792,  Το φάσμα περίθλασης ηλεκτρονίων δείχνει ότι το μονομερές είναι επίπεδο, ενώ το διμερές έχει δύο (2) άτομα χλωρίου σε θέση «γέφυρας», με κάθε άτομο σκανδίου να έχει αριθμό συναρμογής 4.
 Αντιδράσεις 
Το χλωριούχο σκάνδιο διαλύεται στο νερό δίνοντας εξαένυδρα ιόντα {[Sc(H2O)6]}3+. Στην πραγματικότητα, δείγματα χλωριούχου σκανδίου μετατρέπονται στην εξαένυδρη μορφή μετά από έκθεσή τους στον ατμοσφαιρικό αέρα (γιατί περιέχει υγρασία). Η δομή του εξαένυδρου χλωριούχου σκανδίου είναι trans-[ScCl2(H2O)4]Cl·2H2O.The Rare Earth Elements, Fundamentals and Applications
David A. Atwood, 2012, John Wiley & Sons Inc,  Με το τετραϋδροφουράνιο (THF) ως λιγότερο βασικό συναρμοτή, το χλωριούχο σκάνδιο δίνει το σύμπλοκο ScCl3(THF)3, με τη μορφή λευκών κρυστάλλων. Αυτό το ευδιάλυτο στο THF χρησιμοποιείται για τη σύνθεση οργανοσκανδιακών ενώσεων.Manzer, L. E., "Tetrahydrofuran Complexes of Selected Early Transition Metals", Inorganic Syntheses, 1982, volume 21, page 135-40. Το χλωριούχο σκάνδιο μετατρέπεται στο δωδεκυλοθειικό του άλας που ερευνήθηκε ως καταλύτης σε χημικές αντιδράσεις παρόμοιες με τις αλδολικές.

Μερικά παραδείγματα αντιδράσεων του χλωριούχου σκανδίου είναι τα ακόλουθα:

Αντίδραση #1

Ολική αφυδάτωση της εξαένυδρης μορφής:

Αντίδραση #2

Σχηματισμός τριένυδρης μορφής με μερική αφυδάτωση της εξαένυδρης:

Αντίδραση #3

Σχηματισμός διυδροξυχλωροσκανδίου με θερμική διάσπαση της τριένυδρης μορφής:

Αντίδραση #4

Σχηματισμός οξυχλωριούχου σκανδίου με θερμική διάσπαση του διυδροξυχλωροσκανδίου:

Αντίδραση #5

Σχηματισμός διχλωρυδροξυσκανδίου με υδρόλυση:

Αντίδραση #6

Σχηματισμός υδροξειδίου του σκανδίου με αλκαλική υδρόλυση:

Αντίδραση #7

Σχηματισμός φθοριούχου σκανδίου (ScF3) με επίδραση υδροφθορικού οξέος (HF):

Αντίδραση #8

Σχηματισμός εξαχλωροσκανδιούχου καλίου {K3[ScCl6]} με χλωριούχο κάλιο (KCl):

Αντίδραση #9

Σχηματισμός ένυδρου συμπλόκου με τριχλωριούχο χρυσό (AuCl3):

 Αναγωγή 
Το χλωριούχο σκάνδιο χρησιμοποιήθηκε από τους Φίσερ και συνεργάτες, που πρώτοι παρασκεύασαν μεταλλικό σκάνδιο με ηλεκτρόλυση ευτηκτικού τήγματος χλωριούχου σκανδίου, μαζί με κάποια άλλα άλατα, στους 700-800 °C. Το τριχλωριούχο σκάνδιο αντιδρά με το μεταλλικό σκάνδιο, δίνοντας έναν αριθμό από χλωρίδια στα οποία το σκάνδιο έχει αριθμό οξείδωσης <+3. Συγκεκριμένα δίνει τα ακόλουθα χλωρίδια του σκανδίου:

 Μονοχλωριούχο σκάνδιο (ScCl), με αριθμό οξείδωσης σκανδίου +1.
 Δεκαχλωριούχο επτασκάνδιο (Sc7Cl10), με αριθμό οξείδωσης σκανδίου +10/7.
 Τριχλωριούχο δισκάνδιο (Sc2Cl3), με αριθμό οξείδωσης σκανδίου +3/2.
 Οκταχλωριούχο πεντασκάνδιο (Sc5Cl8), με αριθμό οξείδωσης σκανδίου +8/5.
 Δωδεκαχλωριούχο επτασκάνδιο (Sc7Cl12), με αριθμό οξείδωσης σκανδίου +12/7.

Επίσης, για παράδειγμα η αναγωγή τριχλωριούχου σκανδίου με μεταλλικό σκάνδιο, παρουσία χλωριούχου καισίου (CsCl) δίνει τριχλωροσκανδιούχο καίσιο (CsScCl3), που περιέχει γραμμικές αλυσίδες με σύνθεση ScIICl3−, το οποίο περιέχει οκτάεδρα που μοιράζονται επίπεδα ScIICl6.

 Εφαρμογές 
Το χλωριούχο σκάνδιο χρησιμοποιήθηκε σε κάποιους λάμπτήρες αλογόνου, σε οπτικές ίνες, σε ηλεκτρονικά κεραμικά και σε λέιζερ.Metal Suppliers Online. (2000). Scandium Chloride

 Ρωσικές πηγές 

 Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — 639 с. — ISBN 5-82270-092-4.
 Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.-Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
 Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
 Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
 Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.

 Παρατηρήσεις, υποσημειώσεις και αναφορές 

Κατηγορία:Ενώσεις σκανδίου
Κατηγορία:Χλωρίδια