2. 7. Другие бескислородные соединения

СульфидSc₂S₃может быть получен сплавлением простых веществ, прокаливаниемSc₂O₃в токеH₂S, 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 доSc₂O₃,Sc₂(SO₄)₃иSO₂. Горячей водой и кислотами разлагается с выделениемH₂S.

СеленидSc₂Se₃,теллуридыSc₂Te₃иScTeобразуются 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.

НитридScNобразуется при взаимодействии простых веществ выше 500˚С (быстро при 900˚С). Нитрид скандия в виде твердого раствора, содержащий 1,2 % примесиScC, получают путем прокаливанияSc₂О₃с 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 растворомNaOHи кислотами: медленно – серной, быстро и полностью – соляной и азотной.

Карбид скандия.Данные о нем противоречивы. Установлено существование карбида близкого по составу кScC, плотность – 3,6 г/см³. Получают восстановлениемSc₂О₃углем 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 основеTiC-ScC, обладающих высокой микротвердостью (5400 кг/мм²), значительно превышающей микротвердостьTiC(3000 кг/мм²). Такое резкое возрастание твердости фазы на основеTiC– следствие высокой незаполненностиd-электронной оболочкиSc, являющегося наиболее акцепторноспособным среди переходных металлов. Эти сплавы также характеризуются высокими температурами плавления.

СилицидScSiполучен при взаимодействииSc₂О₃с кремнием в вакууме в интервале температур 1000-1900˚С

2 Sc₂О₃+ 7Si= 4ScSi+ 3SiO₂.

Получить ScSi₂не удалось.

ГидридScH₃получается 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 тиоцианатSc(CNS)₃получают взаимодействием сульфата скандия с тиоцианатом бария. Известенкислый тиоцианатScH(CNS)₄. Оба вещества используются при экстракционном отделении скандия.Sc(CNS)₃с тиоцианатами щелочных металлов образует ряд комплексных соединений. Их получают по реакцииSc₂(SO₄)₃+ 3Me₂SO₄+ 6Ba(CNS)₂= 2Me₃[Sc(CNS)₆] + 6BaSO₄, в соотношении ионовSc³⁺:Me⁺:CNS^-= 1 : 3 : 6.

Me₃[Sc(CNS)₆] – гигроскопичные соединения; связь скандия с группойCNS^-осуществляется через атомN. Растворимость их уменьшается с увеличением радиуса катиона внешней сферы. Так, при 20˚С растворимость составляет 78,5 % дляLi₃[Sc(CNS)₆]·13Н₂О, 75,71 % дляNa₃[Sc(CNS)₆]·4Н₂О, 73 % дляK₃[Sc(CNS)₆], 71,82 % дляRb₃[Sc(CNS)₆] и

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