في الكيمياء إن مركب فلوريد السكانديوم (Scandium fluoride) هو عبارة عن أحد المركبات الكيميائية التي تندرج ضمن فئة المركبات غير العضوية، ويتكون هذا المركب من عنصر الفلور وعنصر السكانديوم، علما أنه يتكون من ثلاثة ذرات من الفلور وذرة واحدة من السكانديوم، وهو عبارة عن مركب أيوني، علما أن هذا الملح قابل للذوبان بشكل طفيف في الماء ولكنه يذوب في وجود الفلوريد الزائد ليشكل أنيون (ScF6 -3).
فلوريد السكانديوم
- يتم تطبيق مركب سكانديوم فلورايد في الطلاء البصري والمحفزات والسيراميك الإلكتروني وصناعة الليزر وأيضًا في المواد الرئيسية لصنع معدن سكانديوم وسبائكه، علما أن التطبيق الرئيسي لـ سكانديوم من حيث الوزن هو في سبائك سكانديوم والألمنيوم لمكونات صناعة الطيران الصغيرة.
- كما ولقد تم تصنيع بعض عناصر المعدات الرياضية والتي تعتمد على مواد عالية الأداء من سبائك سكانديوم والألمنيوم بما في ذلك مضرب البيسبول بالإضافة إلى إطارات ومكونات الدراجات، كما وتصنع عصي لاكروس أيضًا من السكانديوم.
- هناك عدد من الأسماء الأخرى المرادفة لهذا المركب منها: سكانديوم ثلاثي فلوريد وفلوريد سكانديوم وسكانديوم (3+) أيون ثلاثي فلوريد وسكانديوم (III) فلوريد، ويمتلك هذا المركب رقم تسجيل (CAS) رقم (13709-47-2)، وهو عبارة عن مادة أحادية المكون وهو ملح غير عضوي صلب وعديم الرائحة.
- إن مركب فلوريد السكانديوم عبارة عن مسحوق وهو مركب أيوني بلوري، يكون على صورة بلورات مكعبة عند درجات الحرارة المحيطة، أما تحت الضغط فإنه يشكل أيضًا تركيبات بلورية مختلفة ومتنوعة منها (معينية السطوح، رباعي السطوح)، يمتلك هذا المركب لون أبيض ناصع.
- أما من ناحية السلامة العامة فإنه من الواجب أن يتم تجنب ملامسة الجلد والعينين لهذا المركب، كما ويجب تجنب تكوين الغبار والهباء الجوي، ولا بد من توفير تهوية مناسبة للعادم في الأماكن التي يتشكل فيها الغبار، ويحفظ فلوريد السكانديوم في مكان بارد، ويجب حفظ الحاوية مغلقة بإحكام في مكان جاف وجيد التهوية، ولا تسمح أبدًا للمنتج بالتلامس مع الماء أثناء التخزين.
- يمتلك مركب فلوريد السكانديوم وزن جزيئي غرامي مقداره 101.951 جم لكل مول، وكثافة أو الثقل النوعي مقداره 2.53 جم لكل سم مكعب، ونقطة انصهار تساوي 1515 درجة مئوية، ونقطة غليان تساوي 1607 درجة مئوية، وفلوريد السكانديوم قابل للذوبان في الماء قليلاً ولكنه يذوب في وجود الفلوريد الزائد من أجل تشكيل (ScF6 -3).
- وهناك عدة ملاحظات خاصة على التفاعل، ومنها أن ملامسة مركب سكانديوم فلورايد للأحماض تطلق غازات شديدة السمية، كما ويُظهر هذا المركب خاصية غير عادية للتمدد الحراري السلبي، مما يعني أنه يتقلص عند تسخينه.
معلومات عامة عن فلوريد السكانديوم
- من الممكن إنتاج مركب فلوريد السكانديوم ذو الصيغة الكيميائية التالية: (ScF3) عن طريق حدوث تفاعل بين عنصر السكانديوم وعنصر الفلور، كما ويتشكل أيضًا أثناء الاستخراج من خام (thortveitite) عن طريق تفاعل (Sc2O3) مع ثنائي فلوريد الأمونيوم عند درجة حرارة عالية، كما في المعادلة الكيميائية التالية:
Sc2O3 + 6 NH4HF2 → 2 ScF3 + 6 NH4F + 3 H2O
- علما أنه يحتوي الخليط الناتج على عدد من فلوريدات الفلزات ويتم اختزال ذلك من خلال التفاعل مع معدن الكالسيوم عند درجة حرارة عالية، كما أن هناك حاجة إلى مزيد من خطوات التنقية لإنتاج سكانديوم معدني قابل للاستخدام.
- إن مركب سكانديوم فلوريد يظهر خاصية فريدة من نوعها للتمدد الحراري السلبي، وذلك يعني أنه يتقلص حجمه عند تسخينه، ترتبط ذرة الفلور بذرتين من السكانديوم وكلما زادت درجة الحرارة فإنه يتذبذب الفلور بشكل عمودي أكثر على روابطه.
- تجمع هذه الحركة ذرات سكانديوم معًا عبر المادة السائبة والتي تتقلص، ويعرض هذا المركب هذه الخاصية من درجة حرارة مقدارها 10 كلفن على الأقل إلى درجة حرارة مقدارها 1100 كلفن أعلاه والتي تُظهر التمدد الحراري الإيجابي العادي.
- علاوة على ذلك تحتوي المادة على تناظر مكعب على مدى درجة الحرارة بأكملها وحتى 1600 كلفن على الأقل عند الضغط المحيط، يكون التمدد الحراري السالب عند درجات حرارة منخفضة جدًا قويًا جدًا (معامل التمدد الحراري حوالي -14 جزء في المليون لكل كلفن بين 60 و 110 كلفن).
- عند الضغوط المحيطة إن مركب سكانديوم فلوريد يتخذ هيكل النظام البلوري المكعب، وذلك باستعمال هيكل البيروفسكايت مع وضع معدني واحد شاغر، علما أن أبعاد خلية الوحدة هي 4.01 أنغستروم، كما ويشكل هذا المركب تحت الضغط أيضًا هياكل بلورية مختلفة ومتنوعة ذات سطح معيني.
