ПРАЦІ НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА ім. ШЕВЧЕНКА

Хімічні науки

Архів / Том LXXV 2024

Володимир БАБІЖЕЦЬКИЙ1, Оксана МЯКУШ2, Анатолій ЗЕЛІНСЬКИЙ1

1Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Кирила і Мефодія, 6, 79005 Львів, Україна
e-mail: volodymyr.babizhetskyy@lnu.edu.ua

2Національний лісотехнічний університет України, вул. Чупринки 105, 7900 Львів, Україна

DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2024.75.040

КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА СПОЛУКИ Y1-xYbxFe2Si2 x = 0,24: МОНОКРИСТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ

Силіцид Y0,76Yb0.24Fe2Si2 синтезовано електродуговою плавкою чистих компонентів в атмосфері очищеного аргону з наступним відпалюванням за 870 K протягом 1400 годин. Кристалічну структуру сполуки вивчено Х-променевими методами монокристала, порошку та енергодисперсійною ретнгенівською спектроскопією. Y0,76Yb0.24Fe2Si2 кристалізується у структурному типі CeGa2Al2, просторова група I4/mmm, a = 3,911(1), c = 9,929(4) Å, Z = 2, R1 = 0,015, wR2 = 0,036 для 107 рефлексів з Io > 2σ(Io) та 10 уточнюваних параметрів. Його склад підтверджено результатами енергодисперсійної Х-променевої спектроскопії. Координаційні числа атомів R, Fe та Si становлять 22, 12 і 10. Координаційний многогранник найменших атомів Si у структурі сполуки – тетрагональна антипризма з додатковими атомами Si напроти чотирикутної грані, утвореної чотирма атомами R, та з додатковим атомом R напроти чотирикутної грані, утвореної чотирма атомами Fe [SiR4Fe4SiR]. У структурі сполуки скорочені віддалі Fe–Si (на ~ 4 %), а інші віддалі – рівні або більші за суму атомних радіусів відповідних атомів.

Ключові слова: силіциди рідкісноземельних металів, монокристал, кристалічна структура.

Література:

    1. Rieger W., Parthé E. Ternäre Erdalkali- und Seltene Erdmetall-Silicide und -Germanide mit ThCr2Si2-Struktur. Monatsh. Chem. 1969. Vol. 100. P. 444–454. (https://doi.org/10.1007/BF00904086).
    2. Zarechnyuk O.S., Kripyakevich P.I., Gladyshevsky E.I. Ternary intermetallic compounds with the superstructure to the BaAl4 type. Kristallografiya. 1964. Vol. 9. P. 835–838 (in Russian).
    3. Ban Z., Sikirica M. The crystal structure of ternary silicides ThM2Si2 (M = Cr, Mn, Fe, Co, Ni and Cu). Acta Crystallogr. 1965. Vol. 18. P. 594–599. (https://doi.org/10.1107/S0365110X6500141X).
    4. Andress K.R., Alberti E. X-ray investigation of Aluminum–Barium alloys. Z. Metallkd.1935. Vol. 27. P. 126–128. (https://doi.org/10.1515/ijmr-1935-271-1243).
    5. Rossi D., Marazza R., Ferro R. Lattice parameters of some ThCu2Si2-type phases in ternary alloys of rare earths with cobalt (or iron) and silicon (or germanium). J. Less-Common Met. 1978. Vol. 58. P. 203–207. (https://doi.org/10.1016/0022-5088(78)90201-1).
    6. Bodak O.I., Gladyshevskii E.I., Yarovets V.I., Davydov V.M., Il'chuk T.V. The systems (Y, Gd)–Fe–Si. Izv. AN USSR. Inorg. Mater. 1978. Vol. 14. P. 366–369 (in Russian).
    7. Umarji A.M., Noakes D.R., Viccaro P.J., Shenoy G.K., Aldred A.T., Niarchos D. Magnetic properties of REFe2Si2 compounds. J. Magn. Magn. Mat. 1983. Vol. 36. P. 61–65. (https://doi.org/10.1016/0304-8853(83)91044-2).
    8. Noakes D.R., Umarji A.M., Shenoy G.K. Mössbauer studies of REFe2Si2 (RE = Gd–Lu) compounds. J. Magn. Magn. Mater. 1983. Vol. 39. P. 309–316. (https://doi.org/10.1016/0304-8853(83)90091-4).
    9. Pearson W. B., Villars P. Analysis of the unit cell dimensions of phases with the BaAl4 (ThCr2Si2) structure I: Rare earth phases of manganese, iron, cobalt, nickel or copper with silicon or germanium. J. Less Comm. Met. 1984. Vol. 97. P. 119–132 (https://doi.org/10.1016/0022-5088(84)90015-8).
    10. Bara J.J., Hrynkiewicz H.U., Miłoś A., Szytuła A. Investigation of the crystal properties of RFe2Si2 and RFe2Ge2 by X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy. J. Less-Common Met. 1990. Vol. 161. P. 185–192. (https://doi.org/10.1016/0022-5088(90)90026-G).
    11. Goto R., Noguchi S., Ishida T. Superconductivity in ternary iron silicide YFe2–δSi2 single crystal. Physica C. 2010. Vol. 470. P. S404–S405. (https://doi.org/10.1016/j.physc.2010.01.025).
    12. Babizhetskyy V., Kotur B. Non-stoichiometry of GdFe2Si2: a single crystal study. Proc. Shevchenko Sci. Soc. 2021. Vol. LXVI. P. 107–116. (https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2021.66.107).
    13. Pikul A. P., Samsel-Czeka M., Chajewski G., Romanova T., Hackemer A., Gorzelniak R., Wisniewski P., Kaczorowski D. Search for unconventional superconductors among the YTE2Si2 compounds (TE = Cr, Co, Ni, Rh, Pd, Pt). J. Phys.: Condens. Matter. 2017. Vol. 29. 195602 (11 pp). (https://doi.org/10.1088/1361-648X/aa6832).
    14. Felner I., Bing Lv., Chu C. W. Magnetic and structural relationship of RFe2Si2 and R(Fe1-xMx)2Si2 (x=0–1) system (R=La, Y and Lu, M=Ni, Mn and Cu). J. Phys.: Condens. Matter. 2014. Vol. 26. 476002 (11 pp). (https://doi.org/10.1088/0953-8984/26/47/476002).
    15. Ijjaali I. Venturini G. Malaman B. Evidence of a magnetic moment on the transition metal sublattice in RFe2-xCrxSi2 compounds (R = Y, La, Nd, Tb; 0.25 ≤ x ≤ 1.75) J. Alloys Compd. 1998. Vol. 279. P. 102–109. (https://doi.org/10.1016/S0925-8388(98)00659-8).
    16. Felner I., Mayer I., Grill A., Schieber M. Magnetic ordering in rare earth iron silicides and germanides of the RFe2X2 type. Solid State Commun. 1975. Vol. 16. P. 1005–1009. (https://doi.org/10.1016/0038-1098(75)90640-7).
    17. Braun H. F. Superconductivity in ternary rare earth-transition metal silicides: A critical review. J. Less Common Met. 1984. Vol. 100. P. 105–124. (https://doi.org/10.1016/0022-5088(84)90057-2).
    18. Felner I., Bing Lv., Zhao K., Chu C. W. High-pressure resistivity of YFe2Si2 and magnetic studies of Y1-yHoyFe2Si2 and YFe2(Si1−xGex)2 systems. J. Supercond. Nov. Magn. 2015. Vol. 28. P. 1207–1216. (https://doi.org/10.1007/S10948-015-3011-Z).
    19. Akselrud L., Grin Y. WinCSD: software package for crystallographic calculations (Version 4). J. Appl. Crystallogr. 2014. Vol. 47. P. 803–805. (https://doi.org/10.1107/S1600576714001058).
    20. Altomare A., Burla M.C., Camalli M., Cascarano G.L., Giacovazzo C., Guagliardi A., Moliterni A.G.G., Polidori G., Spagna R. SIR97: a new tool for crystal structure determination and refinement. J. Appl. Crystallogr. 1999. Vol. 32. P. 115–119. (https://doi.org/10.1107/S0021889898007717).
    21. Sheldrick G.M. SHELXT - Integrated space-group and crystal-structure determination. Acta Crystallogr. A. 2015. Vol. 71. P. 3–8. (https://doi.org/10.1107/S2053273314026370).
    22. Farrugia L. J. WinGX suite for small-molecule single-crystal crystallography (WinGX, Version 1.64.05), J. Appl. Crystallogr. 1999. Vol. 32. 837–838. (https://doi.org/10.1107/S0021889899006020).
    23. Mayer I., Felner I. Europium silicides and germanides of the EuM2X2 type. Crystal structure and the valence states of europium. J. Phys. Chem. Solids. 1977. Vol. 38. P. 1031–1034. (https://doi.org/10.1016/0022-3697(77)90206-2).
    24. Bardin О.І., Dashkevych M., Belan B.D., Manyako М.B., Koval L.B., Gladyshevskii R.E. Interaction of components in the Tm–Fe–Si system at 800 °C. Ukr. Chem. J. 2011. Vol. 77(7). P. 7–15.
    25. Holleman A.F. in: E. Wiberg, N. Wiberg (Eds.), Lehrbuch der anorganischen Chemie, De Gruyter, Berlin-New York, 1995. P. 1838–1840.

Як цитувати:

БАБІЖЕЦЬКИЙ В., МЯКУШ О., ЗЕЛІНСЬКИЙ А. КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА СПОЛУКИ Y1-xYbxFe2Si2 x = 0,24: МОНОКРИСТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ. Праці НТШ. Хім. Наук. 2024. Т. LXXV. С. 40-48.

Download the pdf