КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА ND3CU0.45GA1.52S7 ТА ND3AG0.45GA1.52S7
DOI:
https://doi.org/10.32782/pcsd-2024-2-1Ключові слова:
рідкісноземельні метали, халькогеніди, кристалічна структура, рентгенівський метод порошкуАнотація
Зразки стехіометричних складів Nd3Cu0.45Ga1.52S7 та Nd3Ag0.45Ga1.52S7, масою один грам кожен, отримані спіканням елементарних компонентів високого ступеня чистоти у вакуумованих кварцевих контейнерах (1.33·10-2 Па) за максимальної температури синтезу 1100 °С. Синтезовані сплави були гомогенізовані відпалом за температури 500 °С протягом 500 годин. Кристалічна структура сульфідів Nd3Cu0.45Ga1.52S7 (a = 9.9354(6) Å, c = 6.0566(6) Å, V = 517.8(1) Å3, RI = 0.0832, Rp = 0.2640) та Nd3Ag0.45Ga1.52S7 (a = 9.9233(5) Å, c = 6.0724(5) Å, V = 517.8(1) Å3, RI = 0.0867, Rp = 0.2547) вивчена рентґенівським методом порошку. Досліджені структури належать до структурного типу La3CuSiS7 (просторова група P63, символ Пірсона hP24). Складні халькогенідні фази Nd3Cu0.45Ga1.52S7 та Nd3Ag0.45Ga1.52S7 синтезовані на основі сульфіду Nd3Ga1.67S7 шляхом часткового заміщення атомів галію в правильній системі точок (ПСТ) 2b (1/3 2/3 z) атомами одновалентнтного купруму та аргентуму відповідно. У цих структурах атоми неодиму заселяють ПСТ 6с (x y z) та разом з атомами сульфуру формують тригональні призми з одним додатковим атомом [Nd S13S23S3]. Тригональні призми утворюють “блоки” 3 [Nd 7S]. У цих “блоках” тригональні призми між собою з’єднані ребрами. Атоми галію займаючи ПСТ 2a (0 0 z) мають октаедричне оточення (для структури Nd3Ag0.45Ga1.52S7). У структурі Nd3Cu0.45Ga1.52S7 атоми Ga мають трикутне оточення, оскільки вони знаходиться поблизу від однієї із граней октаедра. Октаедри [Ga (ПСТ 2а) 6S] мають спільні грані та в напрямку осі с утворюють просторові колони. Ці октаедри з тригональними призмами з’єднані ребрами. Атоми статистичних сумішей R1 (0.52 Ga + 0.45 Cu) та R2 (0.52 Ga + 0.45 Ag) знаходяться в центрі тетраедрів [R1(R2) S13S3] утворених з атомів сульфуру та займають ПСТ 2b (1/3 2/3 z).
Посилання
Mitchell K., Ibers J. Rare-Earth Transition-Metal Chalcogenides. Chem. Rev. 2002. 102. P. 1929–1952. https://doi.org/10.1021/cr010319h
Jean-Claude Bunzli, Pecharsky V. Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Elsevier Science Publishers B. 2016. 50. 480.
Van Calcar P., Dorhout P. A study of new rare earth metal group 13 chalcogenides: structural chemistry and optical properties. Mater. Sci. Forum. 1999. 315. P. 322–330. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.315-317.322
Блашко Н., Марчук О., Федорчук А., Олексеюк І. Кристалічна структура сполук Ce3Ag0.45Ga1.52S7 та Pr3Ag0.45Ga1.52S7. Вісн. Ужгор. нац. ун-ту. Серія «Хімія». 2017. 1(37). C. 24–27.
Блашко Н., Марчук О., Смітюх О., Федорчук А. Кристалічна структура La3Pb0.1Ga1.6Se7 та Pr3Pb0.1Ga1.6Se7. Вісн. Ужгор. нац. ун-ту. Серія «Хімія». 2022. 2(48). C. 10–15. https://doi.org/10.24144/2414-0260.2022.2.10-15
Блашко Н., Марчук О., Смітюх О., Федорчук А. Кристалічна структура Pr3Ag4xGe1.25-xSe7 (x=0.10; 0.15). Вісн. Одеського ун-ту. Серія «Хімія». 2022. 27. 3(83). C. 27–35. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2022.3(83).268609
Gulay L., Daszkiewicz M., Ruda I., Marchuk O. La2Pb(SiS4)2. Acta Cryst. C. 2010. 66(3). P. 19–21. https://doi.org/10.1107/S0108270110000247
Blashko N., Smitiukh O, Marchuk O. The crystal structure of La3Pb0.1Ga1.6S7 and La3Pb0.1Ga1.6S7 compounds. Physics and chemistry of solid state. 2022. 23(1). P. 96–100. https://doi.org/10.15330/pcss.23.1.96-100
Rudyk B., Stoyko S., Oliynyk A., Mar A. Rare-earth transition-metal gallium chalcogenides RE3MGaCh7 (M = Fe, Co, Ni; Ch = S, Se). J. Solid State Chem. 2014. 210. P. 79–88. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2013.11.003
Ping Feng, Jia-Xiang Zhang, Mao-Yin Ran, Xin-Tao Wu, Hua Lin, Qi Long Zhu. Rare-earth-based chalcogenides and their derivatives: an encouraging IR nonlinear optical material candidate. Chemical Science. 2024. 15(16). P. 5869–5896. https://doi.org/10.1039/d4sc00697f
Linfeng Dong, Shengzi Zhang, Pifu Gong, Lei Kang, Zheshuai Lin. Evaluation and prospect of Mid-Infrared nonlinear optical materials in f0 rare earth (RE = Sc, Y, La) chalcogenides Coordination Chemistry Reviews. 2024. 509. 215805 https://doi.org/10.1016/j.ccr.2024.215805
Wang Y., Shi Y., Lin Y., Chen Z., Li L. Synthesis, Structure, and optical properties of Y3GaGe0.5S7: A new member in the polar R3MTQ7 family Inorg. Chem. Commun., 2023. 153. 110829 https://doi.org/10.1016/j.inoche.2023.110829
Hua-Jun Zhao. Synthesis, Crystal and Electronic Structure, and Optical Property of the Quaternary Selenide: La3Sb0.33SiSe7. Z. Anorg. Allg. Chem. 2015. 641. 917. http://dx.doi.org/10.1002/zaac.201500044
Grin Y., Akselrud L. WinCSD: Software package for crystallographic calculations (Version 4). J. Appl. Cryst. 2014. 47(2). Р. 803–805. https://doi:10.1107/s1600576714001058
Momma, K., Izumi, F. VESTA 3 for three-dimensional visualization of crystal, volumetric and morphology data. J. Appl. Cryst. 2011. 44(6). Р. 1272–1276. https://doi:10.1107/S0021889811038970
Patrie M., Guittard M. Chimie minerale. Sur les composes du type Ce6Al10/3S14, C. R. Acad. Sci., C, 1969. 268, 1136–1138.
Keiserukhskaya L., Luzhnaya N., Karaev Z. The system of Nd2S3–Ga2S3. Inorganic Materials (see: Izv.Akad. Nauk, Neorg.Mater.) 1970. 6(10). P. 1869–1871.
Choudhury A., Dorhout P. Alkali-Metal Thiogermanates: Sodium Channels and Variations on the La3CuSiS7 Structure Type. Inorg. Chem. 2015. 54. P. 1055–1065. https://doi.org/10.1021/ic502418s
Guittard, M., Julien-Pouzol M. Les composes hexagonaux de type La3CuSiS7. Bull. Soc. Chim. Fr. 1972. 3. P. 2207–2209.
Wiberg N, Wiberg E, Holleman A. Lehrbuch der Anorganischen Chemie. Walter de Gruyter. 102. Auflage, 2007. P. 2003–2004.
