Оксид-иодид лютеция

Оксид-иодид лютеция (иодокись лютеция, оксоиодид лютеция) — неорганическое соединение лютеция, относящееся к классу оксогалогенидов (оксоиодидов) редкоземельных металлов. Химическая формула — LuOI. В отличие от простых галогенидов (например, иодида лютеция LuI₃), молекула LuOI содержит одновременно атом кислорода и атом иода, координированных к катиону Lu³⁺.

Физические и химические свойства

Основные физико-химические характеристики оксид-иодида лютеция приведены в таблице.

Кристаллическая структура LuOI

LuOI кристаллизуется в тетрагональной сингонии по типу PbFCl (маттлокит). В этой структуре катион Lu³⁺ окружён четырьмя атомами кислорода и четырьмя атомами иода в конфигурации искажённой квадратной антипризмы. Расстояния связей: Lu–O составляет 2,2048(5) Å, Lu–I — 3,3138(10) Å. Дополнительный ион иода кэпирует одну из квадратных граней на расстоянии 4,015 Å. Тот же структурный тип реализуется в оксид-бромиде лютеция LuOBr и других оксогалогенидах РЗМ. Пространственные параметры ячейки (a = 3,850; c = 9,179 Å) подтверждены независимо монокристальным и порошковым методами.

Получение оксид-иодида лютеция

Оксид-иодид лютеция образуется при частичном гидролизе (окислении) иодида лютеция LuI₃. Выделяют несколько путей синтеза.

Термический гидролиз LuI₃. При нагревании иодида лютеция на воздухе или в присутствии следов влаги при повышенной температуре образуется оксоиодид. Процесс обусловлен высокой гигроскопичностью LuI₃: даже незначительное количество воды или кислорода запускает неполное замещение иодидного лиганда на оксо-группу. Реакция протекает как неизбежный побочный процесс при синтезе или хранении LuI₃ в недостаточно инертных условиях.

Синтез из компонентов в герметичном контейнере. Монокристаллы LuOI получают как побочный продукт реакции металлического лютеция, порошка рения и трийодида лютеция (LuI₃) в запаянном танталовом контейнере при температуре около 1223 К. Роль рения в этой реакции — служить добавкой при конпропорционировании, LuOI выделяется из-за следов кислорода в исходном LuI₃.

Оба метода дают LuOI как продукт частичного окисления LuI₃. Целенаправленный синтез крупных количеств LuOI требует строгого контроля соотношения кислород/иодид.

Применение оксид-иодида лютеция

LuOI — соединение преимущественно научно-исследовательского назначения. Практические области применения на сегодняшний день ограничены следующим.

Кристаллохимические исследования. LuOI является модельным объектом для изучения структуры оксогалогенидов редкоземельных металлов типа REOX. Точно установленные параметры решётки используются при отработке рентгеноструктурного анализа оксоиодидов лантанидов в целом.

Синтез соединений лютеция. LuOI рассматривается как промежуточный или исходный реагент при получении других соединений лютеция в высокотемпературных реакциях. Его устойчивость в определённых температурных диапазонах делает его удобным прекурсором.

Контроль чистоты лютеций-содержащих материалов. Поскольку LuOI образуется как нежелательный побочный продукт при синтезе LuI₃, его идентификация применяется при аттестации высокочистых препаратов иодида лютеция для сцинтилляционной техники.

Безопасность при работе, хранении и транспортировке

Специфической документированной токсикологии для LuOI не установлено. При работе следует применять меры предосторожности, стандартные для мелкодисперсных порошков редкоземельных соединений: избегать вдыхания пыли, контакта с кожей и слизистыми. При попадании на кожу или в глаза — промыть водой. Работу проводить в вытяжном шкафу или с применением средств индивидуальной защиты органов дыхания.

Хранение: в герметично закрытой таре (стекло, полиэтилен) в сухом месте при температуре не выше 25 °C. LuOI чувствителен к влаге — при контакте с водой и паром воздуха возможно дальнейшее гидролитическое разложение. Контакт с окислителями исключить.

Транспортировка: в соответствии с требованиями к перевозке неорганических солей редкоземельных металлов. Особых ограничений по международной классификации опасных грузов для LuOI не предусмотрено. Тару при перевозке герметизировать и защищать от увлажнения.

Форма поставки

Поставляется в виде кристаллического порошка в герметичной стеклянной или полимерной таре. Доступны малотоннажные лабораторные количества. Для уточнения доступного объёма, квалификационных документов и условий поставки — направляйте запрос.