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鑥化合物

鑥化合物是鑥（Lu）形成的化合物，它在化合物里常以+3價的形式存在。由於Lu3+無未偶電子，在200~1000 nm內無吸收帶，其離子為無色。[1]鑥可歸為釔組元素，其化合物的溶解性與組內其它元素相似，如鹵化物（氟化物除外）、硝酸鹽、乙酸鹽可溶於水，甲酸鹽有中等溶解度、碳酸鹽和草酸鹽難溶於水，但可溶於含該陰離子的溶液中。[2]在鑥配合物中，八配位的化合物最為常見，配位數其次為9、6、7的有較多文獻報道。[3]

二元化合物

 
氧化鑥是難溶於水、可溶於強酸的白色固體。

鑥的三鹵化物（LuX3）除了氟化鑥難溶於水外，其餘都是極易潮解的固體。氟化鑥可由硝酸鑥的95%乙醇溶液和40%氫氟酸反應製得，其餘無水鹵化物可由鹵化銨或氯化亞碸對水合鹵化物脫水，或和氧化鑥反應得到：[4]

Lu(NO3)3 + 3 HF → LuF3↓ + 3 HNO3
LuCl3·6 H2O + 6SOCl2 → LuCl3 + 6 SO2↑ + 12 HCl↑
Lu2O3 + 6NH4Cl → 2 LuCl3 + 3 H2O + 6 NH3

氧化鑥可由鑥的含氧酸鹽（硝酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽等）熱分解得到。其它硫屬化物則可通過相應的硫屬化氫和氧化鑥或無水氯化鑥反應得到，或通過單質化合製得。[4]

多元化合物

向可溶性鑥鹽的水溶液中加入氨水或氫氧化物，可以沉澱出氫氧化鑥（Lu(OH)3），六方的氫氧化鑥加熱脫水，得到單斜的氫氧化氧鑥（LuO(OH)），進一步加熱分解為氧化鑥（Lu2O3）。[4]三鹵化鑥水解可以得到LuOX（X=Cl, Br, I）。[4]氯化鑥、氯化銫、鑥和碳在高溫反應，可以得到Lu2Cl2C。[5]

配位化合物

含氧配體配合物

 
乙酰丙酮鑥(III)分子中，乙酰丙酮陰離子作為配體和鑥(III)配位

三價鑥和水可以形成諸如[Lu(OH2)n]3+的配離子，鑥的高氯酸鹽、三氟甲磺酸鹽等均可以水合物的形式存在。[3]醚（R2O）也是常見的含氧配體，如氯化鑥和三甲基矽基甲基鋰在含四氫呋喃（THF）的溶劑中反應，可以得到Lu(CH2SiMe3)3(THF)2。[6]

含氮配體配合物

[LuI2(HOiPr)4]I溶解在吡啶-四氫呋喃中，得到黃色的[LuI(OiPr)(py)5]I。LuI3直接溶於吡啶-四氫呋喃中，可以得到黃色的[LuI2(py)5]I。這兩個化合物中吡啶均以氮原子與鑥配位。[7]硝酸鑥在乾燥的乙腈中和2,2':6',2''-三聯吡啶（terpy）結晶，可以得到無色的[Lu(terpy)(NO3)3]，其中三聯吡啶的氮原子和硝酸根的氧原子與鑥配位。[8]

參考文獻

  1. ^ 無機化學叢書. pp 163. (1)輻射能的吸收.
  2. ^ 無機化學叢書. pp 210. 表22.23 不同鹽類在水中的溶解趨勢.
  3. ^ 3.0 3.1 Simon A. Cotton, Paul R. Raithby, Alexander Shield, Jack M. Harrowfield. A comparison of the structural chemistry of scandium, yttrium, lanthanum and lutetium: A contribution to the group 3 debate. Coordination Chemistry Reviews. 2022-03, 455: 214366 [2022-12-29]. doi:10.1016/j.ccr.2021.214366. （原始內容存檔於2023-06-09） （英語）. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 無機化學叢書. pp 206. 1.3.3 氧化態+3的化合物.
  5. ^ Thomas Schleid, Gerd Meyer. Synthesis and crystal structures of hydrogen and carbon stabilized lutetium monochloride, LuClHx and Lu2Cl2C. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 1987-09, 552 (9): 90–96 [2022-12-29]. ISSN 0044-2313. doi:10.1002/zaac.19875520909. （原始內容存檔於2023-03-20） （德語）. 
  6. ^ Konstantin A. Rufanov, Dominique M. M. Freckmann, Heinz-Jürgen Kroth, Stefan Schutte, Herbert Schumann. Studies on the Thermolysis of Ether-Stabilized Lu(CH 2 SiMe 3 ) 3 . Molecular Structure of Lu(CH 2 SiMe 3 ) 3 (THF)(diglyme). Zeitschrift für Naturforschung B. 2005-05-01, 60 (5): 533–537 [2022-12-29]. ISSN 1865-7117. doi:10.1515/znb-2005-0509. （原始內容存檔於2023-03-20） （英語）. 
  7. ^ Garth R. Giesbrecht, John C. Gordon, David L. Clark, Brian L. Scott. Auto-ionization in Lutetium Iodide Complexes: Effect of the Ionic Radius on Lanthanide−Iodide Binding. Inorganic Chemistry. 2004-02-01, 43 (3): 1065–1070 [2022-12-29]. ISSN 0020-1669. doi:10.1021/ic035090y. （原始內容存檔於2023-03-20） （英語）. 
  8. ^ Birte Ahrens, Simon A. Cotton, Neil Feeder, Oliver E. Noy, Paul R. Raithby, Simon J. Teat. Structural variety in nitrate complexes of the heavy lanthanides with 2,2′:6′,2″-terpyridine, and stereoselective replacement of nitrate. Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions. 2002-04-26, (9): 2027–2030 [2022-12-29]. doi:10.1039/b200480c. 

書籍

  • 無機化學叢書. 第七卷 鈧 稀土元素. 科學出版社.
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