ПРАЦІ НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА ім. ШЕВЧЕНКА

Хімічні науки

Архів / Том LXVI 2021

Олег МАРЧУК, Олександр СМІТЮХ

Волинський національний університет імені Лесі Українки, пр. Волі, 13, 43025 Луцьк, Україна
e-mail: marchuk.oleg@vnu.edu.ua

DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2021.66.134

КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА СУЛЬФІДІВ R3Co(Ni)0.5SiS7 (R – Ce, Pr)

Кристалічна структура сульфідів Ce3Co0,5SiS7 (а = 1,01283(6) нм; с = 0,57005(4) нм), Ce3Ni0,5SiS7 (а = 1,01860(5) нм; с = 0,57151(4) нм), Pr3Co0,5SiS7 (а = 1,01977(7) нм; с = 0,57237(5) нм) і Pr3Ni0,5SiS7 (а = 1,01146(3) нм; с = 0,57004(3) нм) вивчена рент-ґенівським методом порошку. Їхня структура належить до структурного типу La3Mn0,5SiS7 (CП hP23, ПГ Р63). У структурі вивчених сульфідів атоми Ce(Pr) розташовані в ПСТ 6с і разом з атомами сульфуру формують тригональні призми з двома додатковими атомами. Атоми Co(Ni) розташовані в ПСТ 2а (КЗП = 0,5) і для них характерне октаедричне оточення з атомів сульфуру. Для атомів Si (ПСТ 2b) характерним є КЧ = 4. Центровані атомами Co(Ni) октаедри утворюють нескінченні ланцюжки [Co(Ni)S6]n.

Ключові слова: тетрарні сульфіди, РЗМ, кристалічна структура, рентґенівський метод порошку.

Література:

    1. Mitchell K., Ibers J.A. Rare-Earth Transition-Metal Chalcogenides. Chem. Rev. 2002. Vol. 102. P. 1929 – 1952. (https://doi.org/10.1021/cr010319h).
    2. Michelet A., Flahaut J. Chimie minerale. Sur les composes du type La6MnSi2S14. C. R. Acad. Sci., Ser. C. 1969. Vol. 269. P. 1203–1205.
    3. Collin G., Flahaut J. Chimie minerale. Sur une famille de composes de type La6Mn2Al2S14. C. R. Acad. Sci., Ser. C. 1970. Vol. 270. P. 488–490.
    4. Guittard M., Julien-Pouzol M. Les composes hexagonaux de type La3CuSiS7. Bull. Soc. Chim. Fr. 1970. Vol. 7. P. 2467–2469.
    5. Collin G., Laruelle P. Structure de La6Cu2Si2S14. Bull. Soc. Fr. Mineral. Cristallogr. 1971. Vol. 94. P. 175–176. (https://doi.org/10.3406/bulmi.1971.6576).
    6. Collin G., Flahaut J. Sur plusieurs series de composes non lacunaires de formule L6B2C2X14. Bull. Soc. Chim. Fr. 1972. Vol. 6. P. 2207–2209.
    7. Collin G., Étienne J., Laruelle P. Etude structurale des systemes Ln2S3 – GeS2. Bull. Soc. Fr. Mineral. Cristallogr. 1973. Vol. 96. P. 12–17.
    8. Perez G., Darriet-Duale M., Hagenmuller P. Les systèmes ternaires MS2 – CdS – Ln2S3 à 1050 ºC (M = Si, Ge) (Ln = La-Gd). J. Solid State Chem. 1970. Vol. 2(1). P. 42–48. (https://doi.org/10.1016/0022-4596(70)90031-9).
    9. Choudhury A., Dorhout P.K. Alkali-Metal Thiogermanates: Sodium Channels and Variations on the La3CuSiS7 Structure Type. Inorg. Chem. 2015. Vol. 54. P. 1055–1065. (https://doi.org/10.1021/ic502418s).
    10. Rodier N., Guittard M., Flahaut J. Structure cristalline de La6Mn2Ga2S1414. C. R. Acad. Sci., Ser. C. 1983. Vol. 296. P. 65–70. (https://doi.org/10.1002/chin.198319003).
    11. Van Calcar P.M., Dorhout P.K. A study of new rare earth metal group 13 chalcogenides: structural chemistry and optical properties. Mater. Sci. Forum. 1999. Vol. 315. P. 322–330. (https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.315-317.322).
    12. Yin W., Wang W., Kang L., Lin Z., Feng K., Shi Y., Hao W., Yao J. L., Wu Y. Ln3FeGaQ7: A new series of transition-metal rare-earth chalcogenides. 2013. Vol. 202. P. 269–275. (https://doi.org/10.1016/j.jssc.2013.03.029).
    13. Yin W., Shi Y., Kang B., Deng J., Yao J., Wu Y. J. Rare-earth transition-metal chalcogenides Ln3MGaS7 (Ln = Nd, Sm, Dy, Er; M = Co, Ni) and Ln3MGaSe7 (Ln = Nd, Sm, Gd, Dy; M = Co; Ln = Nd, Gd, Dy; M = Ni). Solid State Chem. 2014. Vol. 213. P. 87–92. (https://doi.org/10.1016/j.jssc.2014.01.033).
    14. Huch M.R., Gulay L.D., Olekseyuk I.D. Crystal structures of the R33Mg0.5GeS7 (R = Y, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho and Er) compounds. J. Alloys Compd. 2006. Vol. 424. P. 114–118. (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.12.025).
    15. Gulay L.D., Daszkiewicz M., Huch M.R., Pietraszko A. Ce3Mg0.5GeS7 from single-crystal data. Acta Crystallogr., Sect. E. 2007. Vol. 63. i187. (https://doi.org/10.1107/S1600536807048593).
    16. Assoud A., Sankar C. R., Kleinke H. Synthesis, crystal structure, electronic structure and electrical conductivity of La3GeSb0.31Se7 and La3SnFe0.61Se7. Solid State Sci. 2014. Vol. 38. P. 124-128. (https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2014.10.009).
    17. Strok O.M., Daszkiewicz M., Gulay L.D. Crystal structure of R3Mg0.5DSe7 (R = Ce, Pr; D = Si, Ge). Chem. Met. Alloys. 2015. Vol. 8. P. 16–21. (https://doi.org/10.30970/cma8.0298).
    18. de Saint-Giniez D., Laruelle P., Flahaut J. Structure cristalline du sulfure double de cerium et d'aluminium Ce6Al3.33S14. C. R. Acad. Sci., Ser. C. 1968. Vol. 267. P. 1029–1032.
    19. Patrie M., Guittard M. Chimie minerale. Sur les composes du type Ce6Al10/3S14. C. R. Acad. Sci., Ser. C. 1969. Vol. 268. P. 1136–1138.
    20. Jaulmes S., Palazzi M., Laruelle P. Preparation et structure de La6(Ga,Na)Ga2S14. Mater. Res. Bull. 1988. Vol. 23. P. 831–835. (https://doi.org/10.1016/0025-5408(88)90076-1).
    21. Hartenbach I., Nilges T., Schleid T. Thiosilicate der Selten Erd Elemente: IV. Die quasiisostrukturellen Verbindungen NaSm3S3[SiS4], CuCe3S3[SiS4], Ag0.63Ce3S2.63Cl0.37[SiS4] und Sm3S2Cl[SiS4] – Synthese, kristallstruktur und untersuchungen zur silberionendynamik. Z. Anorg. Allg. Chem. 2007. Vol. 633. P. 2445–2452. (https://doi.org/10.1002/zaac.200700356).
    22. Iyer A.K., Rudyk B.W., Lin X., Singh H., Sharma A.Z., Wiebe C.R., Mar A. Noncentro-symmetric rare-earth copper gallium chalcogenides RE3CuGaCh7 (RE = La – Nd; Ch = S, Se): An unexpected combination. J. Solid State Chem. 2015. Vol. 229. P. 150–159. (https://doi.org/10.1016/j.jssc.2015.05.016).
    23. Iyer A.K., Yin W., Rudyk B.W., Lin X., Nilges T., Mar A. Metal ion displacements in noncentrosymmetric chalcogenides La3Ga1.67S7, La3Ag0.6GaCh7 (Ch = S, Se) and La3MGaSe7 (M = Zn, Cd). J. Solid State Chem. 2016. Vol. 243. P. 221–231. (https://doi.org/10.1016/j.jssc.2016.08.031).
    24. Shi Y.F., Chen Y.K., Chen M.K., Wu L.M., Lin H., Zhou L.J., Chen L. Strongest second harmonic generation in the polar R3MTQ7 family: atomic distribution induced nonlinear optical cooperation. Chem. Mater. 2015. Vol. 27. P. 1876–1884. (https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.5b00177).
    25. Zhao H.J. Syntheses, crystal structures, and NLO properties of the quaternary sulfides RE3Sb0.33SiS7 (RE = La, Pr). J. Solid State Chem. 2015. Vol. 227. P. 5–9. (https://doi.org/10.1016/j.jssc.2015.03.010).
    26. Zhang X., Chen W., Mei D., Zheng C., Liao F., Li Y., Lin J., Huang F. Synthesis, structure, magnetic and photo response properties of La3CuGaSe7. J. Alloys Compd. 2014. Vol. 610. P. 671–675. (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.05.086).
    27. Nanjundaswamy K.S., Gopalakrishnan J. Preparation, structure, and magnetic properties of isostructural La3MAlS7 and La3MFeS7 (M = Mg, Mn, Fe, Co, Ni or Zn). J. Solid State Chem. 1983. Vol. 49. P. 51–58. (https://doi.org/10.1016/0022-4596(83)90215-3).
    28. Rudyk B.W., Stoyko S.S., Mar A. Rare-earth transition-metal indium sulfides RE3FeInS7 (RE = La – Pr), RE3CoInS7 (RE = La, Ce) and La3NiInS7. J. Solid State Chem. 2013. Vol. 208. P. 78–85. (https://doi.org/10.1016/j.jssc.2013.09.035).
    29. 29. Rudyk B.W., Stoyko S.S., Oliynyk A.O., Mar A. Rare-earth transition-metal gallium chalcogenides RE3MGaCh7 (M = Fe, Co, Ni; Ch = S, Se). J. Solid State Chem. 2014. Vol. 210. P. 79–88. (https://doi.org/10.1016/j.jssc.2013.11.003).
    30. He J., Wang Z., Zhang X., Cheng Y., Gong Y., Lai X., Zheng C., Lin J., Huang F. Synthesis, structure, magnetic and photoelectric properties of Ln3M0.5M’Se7 (Ln = La, Ce, Sm; M = Fe, Mn; M’ = Si, Ge) and La3MnGaSe7. RSC Adv. 2015. Vol. 5. P. 52629–52635. (https://doi.org/10.1039/C5RA05629B).
    31. Akselrud L., Grin Yu. WinCSD: software package for crystallographic calculations (Version 4). J. Appl. Cryst. 2014. Vol. 47(2). P. 803–805. (https://doi.org/10.1107/S1600576714001058).
    32. Momma K., Izumi F. VESTA 3 for three-dimensional visualization of crystal, volumetric and morphology data. J. Appl. Crystallogr. 2011. Vol. 44. P. 1272–1276. (https://doi.org/10.1107/S0021889811038970).
    33. Shannon R.D. Revised effective ionic radii and systematic studied of interatomic distances in halides and chalcogenides. Acta Cryst. 1976. Vol. 39. P. 751–767. (https://doi.org/10.1107/S0567739476001551).

Як цитувати:

МАРЧУК О., СМІТЮХ О. КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА СУЛЬФІДІВ R3Co(Ni)0.5SiS7 (R – Ce, Pr). Праці НТШ. Хім. Наук. 2021 Т. LXVI. С. 134-141.

Download the pdf