Escandio (III) La disolución y la asociación y la estructura del agua en el rango de presión de Gigapascal...

Área de la Ciencia:

• Química de coordinación
• Química de la solución
• Ciencia de los materiales en condiciones extremas

Sus antecedentes:

• El escandio (III), el ion trivalente más pequeño del grupo 3, tiene un número de hidratación ambiguo en soluciones acuosas, que oscila entre seis y diez.
• La presión y la temperatura influyen significativamente en la estructura del agua y la solvación iónica, ofreciendo información sobre los mecanismos de hidratación iónica.

Objetivo del estudio:

• Investigar el número de hidratación y la estructura de solvación del escandio (III) en soluciones acuosas en condiciones termodinámicas variables.
• Para aclarar las transformaciones estructurales de agua y escandio (III) complejos de coordinación bajo alta presión y temperatura.

Principales métodos:

• Las mediciones de dispersión de neutrones se realizaron en una solución acuosa de 1 m de ScCl3 en D2O.
• Las mediciones se realizaron en un amplio rango termodinámico: de 0,1 MPa/298 K a 4 GPa/523 K.
• Se empleó el método de refinamiento de la estructura potencial empírica (EPSR) para analizar los datos de dispersión y extraer información estructural.

Principales resultados:

• La especie predominante identificada es [Sc(OH2) 7) 3+ con una geometría bipiramidal pentagonal distorsionada.
• Se observaron cantidades significativas de pares de iones de contacto, como [ScCln ((OH2) ((6-n)) ((3-n)) + (n = 1-3)), y [Sc ((OH2) 8) 3+ .
• Bajo alta presión (4 GPa/523 K), la estructura tetraédrica del agua se transforma en un estado denso, empacado al azar, aumentando el número de coordinación del agua y las distancias de enlace de hidrógeno.

Conclusiones:

• El estudio aclara el entorno de coordinación del escandio (III) en soluciones acuosas bajo diversas condiciones de presión y temperatura.
• Los hallazgos proporcionan información fundamental sobre la química de coordinación a alta presión y alta temperatura.
• Los resultados tienen implicaciones para la geoquímica y la comprensión de los procesos biológicos inducidos por la presión como la desnaturalización de proteínas.