Chlorure de scandium

Chlorure de scandium(III)
Image illustrative de l’article Chlorure de scandium
Image illustrative de l’article Chlorure de scandium
Cristaux d'hexahydrate de chlorure de scandium(III)
Identification
Nom UICPA Chlorure de scandium(III)
Synonymes

chlorure de scandium
trichlorure de scandium

No CAS 10361-84-9
No ECHA 100.030.714
No RTECS VQ8925000
PubChem 82586
SMILES
InChI
Apparence cristaux blancs grisâtres
Propriétés chimiques
Formule Cl3ScScCl3
Masse molaire[1] 151,315 ± 0,006 g/mol
Cl 70,29 %, Sc 29,71 %,
Propriétés physiques
fusion 960°C[2]
63 °C (hexahydrate)
Solubilité 70,2 g/100 mL (eau)
soluble dans l'alcool, l'acétone, la glycérine
insoluble dans EtOH[réf. nécessaire]
Masse volumique 2,39 g/cm3
Thermochimie
Δfus -925,1 kJ/mol
Précautions
NFPA 704

Symbole NFPA 704.

 
Écotoxicologie
DL50 3980 mg/kg (souris, oral)
Composés apparentés
Autres cations Chlorure d'aluminium
Chlorure d'actinium
Chlorure d'yttrium(III)
Chlorure de lanthane(III)
Chlorure de cérium(III)
Chlorure de praséodyme(III)
Chlorure de néodyme(III)
Chlorure de prométhium(III)
Chlorure de samarium(III)
Chlorure d'europium(III)
Chlorure de gadolinium(III)
Chlorure de terbium(III)
Chlorure de dysprosium(III)
Chlorure d'holmium(III)
Chlorure de thulium(III)
Chlorure d'erbium(III)
Chlorure d'ytterbium(III)
Chlorure de lutécium(III)
Autres anions Fluorure de scandium(III)
Bromure de scandium
Iodure de scandium
Autres composés

Nitrate de scandium(III)


Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le chlorure de scandium(III) est un composé inorganique de formule ScCl3. C'est un composé ionique blanc à haut point de fusion, qui est déliquescent et fortement soluble dans l'eau[3]. Ce sel présente principalement un intérêt pour les laboratoires de recherche. Les formes anhydre et hexahydrate (ScCl3•6H2O) sont disponibles commercialement.

Structure

ScCl3 cristallise dans la structure en couches BiI3, qui possède des centres scandium octaédriques[4]. Le monomère ScCl3 est l'espèce prédominante dans la phase vapeur à 900 K, le dimère Sc2Cl6 présente environ 8 %[5]. Le spectre de diffraction des électrons indique que le monomère est plan et que dimère a deux atomes Cl pontants, chaque Sc étant en coordinence 4[5].

Réactions

Structure de l'ion trans-[Sc(H2O)4Cl2]+.

ScCl3 est un acide de Lewis qui absorbe l'eau pour donner des complexes aqua. Selon la cristallographie aux rayons X, un tel hydrate est le sel trans-[ScCl2(H2O)4]Cl·2H2O[6]. Avec le ligand moins basique tétrahydrofurane, ScCl3 donne l'adduit ScCl3(THF)3 sous forme de cristaux blancs. Ce complexe de THF soluble est utilisé dans la synthèse des composés organoscandium (en)[7]. ScCl3 a été converti en son sel de sulfate de dodécyle, qui a été étudié en tant que "Lewis acid-surfactant combined catalyst" (LASC) dans les réactions de type aldol[8].

Réduction

Le chlorure de scandium(III) a été utilisé par Fischer et al. qui a préparé pour la première fois du scandium métallique par électrolyse d'un bain eutectique de chlorure de scandium(III) et d'autres sels à 700-800 °C[9].

ScCl3 réagit avec le scandium métallique pour donner plusieurs chlorures où le scandium a un état d'oxydation < +3, ScCl, Sc7Cl10, Sc2Cl3, Sc5Cl8 et Sc7Cl12[3],[10]. Par exemple, la réduction de ScCl3 avec du scandium métallique en présence de chlorure de césium donne le composé CsScCl3 qui contient des chaines linéaires de composition ScIICl3, contenant des octaèdres ScIICl6 partageant des faces[11].

Utilisation

Le chlorure de scandium(III) est utilisé dans certaines lampes aux halogénures, fibres optiques, céramiques électroniques, et lasers[12].

Références

  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. Frederikse, H.P.R.; Lide, David R. (1998). CRC Handbook of Chemistry and Physics (78th Edition)
  3. a et b (en) Norman N. Greenwood et Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, Butterworth-Heinemann (en), , 2e éd. (ISBN 0080379419)
  4. (en) Fjellvåg, H., Karen, P.,, « Crystal Structure of ScCl3 Refined from Powder Neutron Diffraction Data », Acta Chemica Scandinavica, vol. 48,‎ ?, p. 294-297 (DOI 10.3891/acta.chem.scand.48-0294)
  5. a et b Haaland A., Martinsen K-G, Shorokhov D.J, Girichev G.V., Sokolov V.I, J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1998, 2787 - 2792, DOI 10.1039/a803339k
  6. (en) David A. Atwood, The Rare Earth Elements, Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons Inc, (ISBN 9781119950974)
  7. (en) Manzer, L. E., « Tetrahydrofuran Complexes of Selected Early Transition Metals », Inorganic Syntheses, vol. 21,‎ , p. 135-140 (DOI 10.1002/9780470132524.ch31)
  8. (en) Kei Manabe, Yuichiro Mori et Shū Kobayashi, « Effects of Lewis acid-surfactant-combined catalysts on aldol and Diels-Alder reactions in water », Tetrahedron, vol. 55, no 37,‎ , p. 11203–11208 (DOI 10.1016/S0040-4020(99)00642-0)
  9. (de) Werner Fischer, Brünger, Karl et Grieneisen, Hans, « Über das metallische Scandium », Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, vol. 231, nos 1–2,‎ , p. 54–62 (DOI 10.1002/zaac.19372310107)
  10. (en) J.D. Corbett, « Extended metal-metal bonding in halides of the early transition metals », Acc. Chem. Res., vol. 14, no 8,‎ , p. 239–246 (DOI 10.1021/ar00068a003)
  11. (en) Gerd. Meyer et John D. Corbett, « Reduced ternary halides of scandium: RbScX3 (X = chlorine, bromine) and CsScX3 (X = chlorine, bromine, iodine) », Inorganic Chemistry, vol. 20, no 8,‎ , p. 2627–2631 (ISSN 0020-1669, DOI 10.1021/ic50222a047)
  12. Metal Suppliers Online. (2000). Scandium Chloride

Bibliographie

  • Hwu, S. J.; Dudis, D. S. and Corbett, J. D., "Synthesis, structure, and properties of the infinite-chain compounds scandium chloride carbide, Sc5Cl8C and scandium chloride nitride, Sc5Cl8N", Inorganic Chemistry, 1987, volume 26, page 469-73
  • Corbett, J. D., "Trichlorides of the rare earth elements, yttrium, and scandium", Inorganic Syntheses, 1983, volume 22, page 39-42
  • Meyer, G. and Corbett, J. D., "Reduced ternary halides of scandium: RbScX3 (X = chlorine, bromine) and CsScX3 (X = chlorine, bromine, iodine)", Inorganic Chemistry, 1981, volume 20, page 2627-31.
  • Corbett, J. D.; Daake, R. L.; Poeppelmeier, K. R. and Guthrie, D. H., "Metal-metal bonded clusters in transition metal Groups 3 and 4. Synthesis and structure of three M6 X12-type clusters for scandium and zirconium", Journal of the American Chemical Society, 1978, volume 100, page 652-4.
  • Poeppelmeier, K. R. and Corbett, J. D., "Metal-metal bonding in reduced scandium halides. Synthesis and crystal structure of scandium monochloride", Inorganic Chemistry, 1977, volume 16, page 294-7.