Нові сполуки Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In) з двошаровою перовськітоподібною структурою
Визначенi границi областей iз шаруватою перовськiтоподiбною структурою (ШПС) в рядах сполук типу Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In). Твердофазним синтезом iз еквiмолярних сумiшей Sr₃Sn₂O₇ + SrLn₂Sc₂O₇ i Sr₂SnO₄ + LnInO₃ синтезованi новi скандатостанати Sr₂LnScSnO₇ (Ln — La, Pr), iндатостанати Sr₂LaInS...
Gespeichert in:
| Datum: | 2015 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2015
|
| Schriftenreihe: | Доповіді НАН України |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/96209 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Нові сполуки Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In) з двошаровою перовськітоподібною структурою / Ю.О. Тітов, Н.М. Білявина, В.Я. Марків, М.С. Слободяник, В.В. Полубiнський // Доповіді Національної академії наук України. — 2015. — № 4. — С. 117-122. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-96209 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-962092017-11-07T16:41:26Z Нові сполуки Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In) з двошаровою перовськітоподібною структурою Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Марків, В.Я. Слободяник, М.С. Полубінський, В.В. Хімія Визначенi границi областей iз шаруватою перовськiтоподiбною структурою (ШПС) в рядах сполук типу Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In). Твердофазним синтезом iз еквiмолярних сумiшей Sr₃Sn₂O₇ + SrLn₂Sc₂O₇ i Sr₂SnO₄ + LnInO₃ синтезованi новi скандатостанати Sr₂LnScSnO₇ (Ln — La, Pr), iндатостанати Sr₂LaInSnO₇ (Ln — La, Pr) та методом Рiтвельда визначена їх кристалiчна ШПС. Встановлена належнiсть ШПС Sr₂LaScSnO₇ до структурного типу SrLn₂Sc₂O₇ (пр. гр. Fmmm), а ШПС Sr₂PrScSnO₇ i Sr₂LnInSnO₇ до структурного типу BaLa₂In₂O₇ (пр. гр. P4₂/mnm). Проаналiзованi особливостi будови ШПС синтезованих Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In). Определены границы областей со слоистой перовскитоподобной структурой (СПС) в рядах соединений типа Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In). Твердофазным синтезом из эквимолярных смесей Sr₃Sn₂O₇ + SrLn₂Sc₂O₇ и Sr₂SnO₄ + LnInO₃ синтезированы новые скандатостаннаты Sr₂LaInSnO₇ (Ln — La, Pr), индатостаннаты Sr₂LaInSnO₇ (Ln — La, Pr) и методом Ритвельда определена их кристаллическая СПС. Установлена принадлежность СПС Sr₂LaScSnO₇ к структурному типу SrLn₂Sc₂O₇ (пр. гр. Fmmm), а СПС Sr₂PrScSnO₇ и Sr₂LnInSnO₇ к структурному типу BaLa₂In₂O₇ (пр. гр. P4₂/mnm). Проанализированы особенности строения СПС синтезированных Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In). The boundaries of regions with layered perovskite-like structure (LPS) in the rows of compounds Sr₂LnB^IIISnO₇-type (B^III — Sc, In) are determined. The new scandatostannates Sr₂LnScSnO₇ (Ln La, Pr) and indatostannates Sr₂LaInSnO₇ (Ln — La, Pr) have been synthesized by the solid-phase sintering from equimolar mixtures Sr₃Sn₂O₇SrLn₂Sc₂O₇ and Sr₂SnO₄ + LnInO₃, and their crystal LPSs are determined by the Rietveld method. It is found that the LPS of Sr₂LaScSnO₇ belongs to the SrLn₂Sc₂O₇-type structure (sp. gr. Fmmm), and the LPSs of Sr₂PrScSnO₇ and Sr₂LnInSnO₇ belong to the BaLa₂In₂O₇-type structure (sp. gr. P4₂/mnm). The peculiarities of LPSs of Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In) are analyzed. 2015 Article Нові сполуки Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In) з двошаровою перовськітоподібною структурою / Ю.О. Тітов, Н.М. Білявина, В.Я. Марків, М.С. Слободяник, В.В. Полубiнський // Доповіді Національної академії наук України. — 2015. — № 4. — С. 117-122. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. 1025-6415 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/96209 546.42′651′631′682′814 uk Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Хімія Хімія |
| spellingShingle |
Хімія Хімія Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Марків, В.Я. Слободяник, М.С. Полубінський, В.В. Нові сполуки Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In) з двошаровою перовськітоподібною структурою Доповіді НАН України |
| description |
Визначенi границi областей iз шаруватою перовськiтоподiбною структурою (ШПС)
в рядах сполук типу Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In). Твердофазним синтезом iз еквiмолярних сумiшей Sr₃Sn₂O₇ + SrLn₂Sc₂O₇ i Sr₂SnO₄ + LnInO₃ синтезованi новi скандатостанати Sr₂LnScSnO₇ (Ln — La, Pr), iндатостанати Sr₂LaInSnO₇ (Ln — La, Pr) та
методом Рiтвельда визначена їх кристалiчна ШПС. Встановлена належнiсть ШПС
Sr₂LaScSnO₇ до структурного типу SrLn₂Sc₂O₇ (пр. гр. Fmmm), а ШПС Sr₂PrScSnO₇ i Sr₂LnInSnO₇ до структурного типу BaLa₂In₂O₇ (пр. гр. P4₂/mnm). Проаналiзованi особливостi будови ШПС синтезованих Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In). |
| format |
Article |
| author |
Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Марків, В.Я. Слободяник, М.С. Полубінський, В.В. |
| author_facet |
Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Марків, В.Я. Слободяник, М.С. Полубінський, В.В. |
| author_sort |
Тітов, Ю.О. |
| title |
Нові сполуки Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In) з двошаровою перовськітоподібною структурою |
| title_short |
Нові сполуки Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In) з двошаровою перовськітоподібною структурою |
| title_full |
Нові сполуки Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In) з двошаровою перовськітоподібною структурою |
| title_fullStr |
Нові сполуки Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In) з двошаровою перовськітоподібною структурою |
| title_full_unstemmed |
Нові сполуки Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In) з двошаровою перовськітоподібною структурою |
| title_sort |
нові сполуки sr₂lnb^iiisno₇ (b^iii — sc, in) з двошаровою перовськітоподібною структурою |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2015 |
| topic_facet |
Хімія |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/96209 |
| citation_txt |
Нові сполуки Sr₂LnB^IIISnO₇ (B^III — Sc, In) з двошаровою перовськітоподібною структурою / Ю.О. Тітов, Н.М. Білявина, В.Я. Марків, М.С. Слободяник, В.В. Полубiнський // Доповіді Національної академії наук України. — 2015. — № 4. — С. 117-122. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT títovûo novíspolukisr2lnbiiisno7biiiscinzdvošarovoûperovsʹkítopodíbnoûstrukturoû AT bílâvinanm novíspolukisr2lnbiiisno7biiiscinzdvošarovoûperovsʹkítopodíbnoûstrukturoû AT markívvâ novíspolukisr2lnbiiisno7biiiscinzdvošarovoûperovsʹkítopodíbnoûstrukturoû AT slobodânikms novíspolukisr2lnbiiisno7biiiscinzdvošarovoûperovsʹkítopodíbnoûstrukturoû AT polubínsʹkijvv novíspolukisr2lnbiiisno7biiiscinzdvošarovoûperovsʹkítopodíbnoûstrukturoû |
| first_indexed |
2025-07-07T03:24:46Z |
| last_indexed |
2025-07-07T03:24:46Z |
| _version_ |
1836956975100854272 |
| fulltext |
УДК 546.42′651′631′682′814
Ю.О. Тiтов, Н. М. Бiлявина, В. Я. Маркiв,
член-кореспондент НАН України М. С. Слободяник,
В.В. Полубiнський
Новi сполуки Sr2LnB
III
SnO7 (BIII — Sc, In)
з двошаровою перовськiтоподiбною структурою
Визначенi границi областей iз шаруватою перовськiтоподiбною структурою (ШПС)
в рядах сполук типу Sr2LnB
IIISnO7 (BIII — Sc, In). Твердофазним синтезом iз еквiмо-
лярних сумiшей Sr3Sn2O7 + SrLn2Sc2O7 i Sr2SnO4 + LnInO3 синтезованi новi скандато-
станати Sr2LnScSnO7 (Ln — La, Pr), iндатостанати Sr2LaInSnO7 (Ln — La, Pr) та
методом Рiтвельда визначена їх кристалiчна ШПС. Встановлена належнiсть ШПС
Sr2LaScSnO7 до структурного типу SrLn2Sc2O7 (пр. гр. Fmmm), а ШПС Sr2PrScSnO7
i Sr2LnInSnO7 до структурного типу BaLa2In2O7 (пр. гр. P42/mnm). Проаналiзованi
особливостi будови ШПС синтезованих Sr2LnB
IIISnO7 (BIII — Sc, In).
Наявнiсть ряду цiнних властивостей (зокрема, надпровiдностi, значного магнiтоопору, сег-
нетоелектричних властивостей, каталiтичної активностi) [1, 2] у сполук Руддлесдена–Поп-
пера типу An+1BnO3n+1 iз шаруватою перовськiтоподiбною структурою (ШПС) обумовлює
актуальнiсть задачi синтезу нових представникiв цього сiмейства.
До числа основних чинникiв впливу на властивостi сполук типу An+1BnO3n+1 вiдно-
сяться будова їх ШПС (зокрема, характер i величина ступеня деформацiї октаедрiв ВО6
i полiедрiв АО9 й АО12), а також характер хiмiчного зв’язку, визначений електронною бу-
довою атомiв А- й В-типiв. Одним iз найбiльш перспективних шляхiв покращення власти-
востей сполук типу An+1BnO3n+1 є введення в еквiвалентнi позицiї ШПС рiзнорозмiрних
атомiв як d-, так i p-елементiв. На вiдмiну вiд великої кiлькостi вiдомих двошарових сполук
Руддлесдена — Поппера, в А-позицiї ШПС яких одночасно знаходяться рiзнотипнi атоми,
число вiдомих сполук складу A3(B,B
I)2O7 iз двошаровою ШПС досить обмежене [3–6].
Мета роботи — дослiдження можливостi утворення i синтез нових двошарових сполук
Sr2LnB
IIISnO7 (BIII — Sc, In) та визначення i аналiз будови їх ШПС.
Синтез полiкристалiчних зразкiв загального складу Sr2LnB
IIISnO7 (BIII — Sc, In) про-
водився за керамiчною технологiєю (послiдовна термообробка при 1570 К (τ = 3 + 3 год)
з промiжними перешихтовками) iз використанням прекурсорiв Sr2SnO4, LnInO3, Sr3Sn2O7
i SrLn2Sc2O7 шляхом “дорощування” другого шару октаедрiв InO6 у одношаровому перовсь-
кiтоподiбному блоцi станату Sr2SnO4 перовськiтом LnInO3:
Sr2SnO4 + LnInO3 = Sr2LnInSnO7
або через взаємодiю двошарових перовськiтiв Sr3Sn2O7 й SrLn2Sc2O7:
Sr3Sn2O7 + SrLn2Sc2O7 = 2Sr2LnScSnO7.
Одно- й двошаровi станати Sr2SnO4 й Sr3Sn2O7 синтезовано термообробкою спiльно-
осаджених гiдроксикарбонатiв [7], перовськiти LnInO3 термообробкою спiльноосаджених
гiдроксидiв, а двошаровi скандати SrLn2Sc2O7 — термообробкою спiльнозакристалiзованих
нiтратiв [8].
© Ю. О. Тiтов, Н.М. Бiлявина, В. Я. Маркiв, М.С. Слободяник, В. В. Полубiнський, 2015
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №4 117
Рентгенiвськi дифракцiйнi спектри полiкристалiчних зразкiв записано на дифрактомет-
рi ДРОН — 3 у дискретному режимi (крок сканування 0,03◦, експозицiя в точцi 5 с) на мiд-
ному фiльтрованому випромiнюваннi. Управлiння процесом зйомки i збором iнформацiї,
початкова обробка дифрактограм, а також структурнi розрахунки проведено з використан-
ням апаратно-програмного комплексу [9].
Рентгенофазовий аналiз термооброблених зразкiв валового складу Sr2LnB
IIISnO7
(BIII — Sc, In) показав утворення нових скандатостанатiв Sr2LnScSnO7 та iндатостанатiв
Sr2LnInSnO7 з Ln — La, Pr. Дифрактограми цих сполук подiбнi до дифрактограм вiдомих
двошарових сполук SrLn2Sc2O7 й BaLn2In2O7.
Дифракторами зразкiв очiкуваних сполук складу Sr2LnB
IIISnO7 (Ln−Nd, Sm, Eu; BIII–
Sc, In) вiдрiзняються вiд решти тим, що на них зафiксовано значне пiдвищення iнтенсив-
ностей вiдбиттiв, притаманних структурi перовськiту, що може бути зумовлено наявнiстю
в цих зразках фази зi структурою перовськiту на основi SrSnO3 або LnBIIIO3.
Дифрактограма скандатостанату лантану Sr2LaScSnO7 проiндексована в ромбiчнiй син-
гонiї, a cистематика погасань вiдбиттiв вiдповiдає можливим просторовим групам: центро-
симетричнiй Fmmm та нецентросиметричним Fmm2 i F222. Iндексування дифрактограм
Sr2PrScSnO7 i Sr2LnInSnO7 (Ln — La, Pr) показало належнiсть їх ШПС до таких можливих
тетрагональних просторових груп: центросиметричної P42/mnm або нецентросиметричних
P4n2 й P42nm.
Тест на генерацiю сигналу другої гармонiки лазерного випромiнювання IАГ : Nd —
лазера продемонстрував, що вiдносна iнтенсивнiсть сигналу I2ω для Sr2LnB
IIISnO7 (Ln —
La, Pr; BIII — Sc, In) не перевищує 0,01 I2ω для нецентросиметричної сполуки La4Ti4O14
iз ШПС, що дає пiдстави для висновку про належнiсть їх ШПС до центросиметричних
просторових груп: Fmmm для Sr2LaScSnO7 та P42/mnm для Sr2PrScSnO7 й Sr2LnInSnO7
(Ln — La, Pr).
Початкову модель структури Sr2LaScSnO7 побудовано з використанням координатних
параметрiв атомiв SrLn2Sc2O7 iз двошаровою ШПС [8] (пр. гр. Fmmm). Первинну оцiнку
координат атомiв для початкових моделей структури Sr2PrScSnO7 й Sr2LnInSnO7 (Ln — La,
Pr) проведено за вiдомими структурними даними для BaLa2In2O7 (пр. гр. P42/mnm) [10].
Зiставлення експериментальних i розрахованих для цих моделей структури iнтенсивно-
стей показало їх задовiльну збiжнiсть. Результати уточнення початкових моделей структур
Sr2LnB
IIISnO7 (Ln — La, Pr; BIII — Sc, In) представленi в табл. 1, 2 та на рис. 1, 2. Уточненi
Таблиця 1. Кристалографiчнi данi структури Sr2LaScSnO7
Позицiя Атом
Sr2LaScSnO7
X Y Z
4b (0, 667Sr + 0, 333Ln)(1) 0 0 0,5
8i (0, 667Sr + 0, 333Ln)(2) 0 0 0,3137(3)
8i (0, 5BIII + 0, 5Sn) 0 0 0,0991(2)
4a O(1) 0 0 0
8i O(2) 0 0 0,202(2)
16j O(3) 0,25 0,25 0,107(2)
Просторова група Fmmm
Перiоди кристалiчної гратки, нм a = 0, 5775(2), b = 0, 5751(2), c = 2, 0618(7)
Фактор недостовiрностi RB = 0, 061
Незалежнi вiдбиття 135
Загальний iзотропний B-фактор, нм2 0, 79(3) · 10−2
118 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №4
Таблиця 2. Кристалографiчнi данi структур Sr2LnInSnO7 (Ln–La, Pr) i Sr2PrScSnO7
Позицiя Атом
Sr2LaInSnO7 Sr2PrInSnO7 Sr2PrScSnO7
X Y Z X Y Z X Y Z
4f (0,667Sr + 0,333Ln)(1) 0,2417(2) 0,2417(2) 0 0,2471(3) 0,2471(3) 0 0,2653(3) 0,2653(3) 0
8j (0,667Sr + 0,333Ln)(2) 0,2599(3) 0,2599(3) 0,1875(2) 0,2547(2) 0,2547(2) 0,1861(2) 0,2569(3) 0,2569(3) 0,1868(2)
8j (0,5BIII + 0,5Sn) 0,2552(3) 0,2552(3) 0,3999(4) 0,2580(3) 0,2580(3) 0,3995(3) 0,25 0,25 0,3999(3)
4g O(1) 0,805(2) 0,195(2) 0 0,817(2) 0,183(2) 0 0,806(2) 0,194(2) 0
8j O(2) 0,175(2) 0,175(2) 0,299(2) 0,183(2) 0,183(2) 0,292(3) 0,184(2) 0,184(2) 0,294(2)
8h O(3) 0 0,5 0,100(2) 0 0,5 0,100(2) 0 0,5 0,095(2)
4e O(4) 0 0 0,113(2) 0 0 0,113(2) 0 0 0,127(2)
4e O(5) 0 0 0,389(3) 0 0 0,382(3) 0 0 0,383(3)
Просторова група P42/mnm P42/mnm P42/mnm
Перiоди кристалiчної гратки, нм a = 0,5790(2), c = 2,0702(8) a = 0,5788(2), c = 2,0547(6) a = 0,5743(2), c = 2,0394(6)
Фактор недостовiрностi RB = 0,061 RB = 0,065 RB = 0,069
Незалежнi вiдбиття 166 175 171
Загальний iзотропний B-фактор, нм2 2,16(5) · 10−2 1,55(4) · 10−2 1,73(4) · 10−2
ISSN
1025-6415
Д
оповiдi
Н
ацiональної
академ
iї
наук
У
країни,
2015,
№
4
119
Рис. 1. Кристалiчна структура Sr2PrScSnO7 у виглядi октаедрiв (Sc,Sn)O6 та атомiв Sr й Pr (кружечки)
Рис. 2. Будова мiжблочної границi в шаруватiй перовськiтоподiбнiй структурi Sr2LaInSnO7
при розрахунках структури склади цих сполук у межах похибки визначення вiдповiдають
експериментально заданим. При уточненнi моделей структури Sr2NdB
IIISnO7 (BIII — Sc, In)
вiдзначалося незадовiльне значення факторiв недостовiрностi RB (0,14 й 0,16 вiдповiдно),
що пiдтвердило данi рентгенофазового аналiзу стосовно обриву ряду фаз Sr2LnB
IIISnO7
(BIII — Sc, In) з ШПС при Ln — Nd.
Основними структурними одиницями ШПС Sr2LnB
IIISnO7 є двовимiрнi (нескiнченi в
площинiXY ) перовськiтоподiбнi блоки завтовшки в два шари, з’єднаних вершинами дефор-
мованих (довжини вiдстаней (BIII,Sn)−O знаходяться в межах вiд 0,200(1) до 0,229(2) нм)
октаедрiв (BIII,Sn)O6. Сусiднi блоки зсунутi один вiдносно iншого на половину ребра пе-
ровськiтового куба в напрямi дiагоналi площиниXY i чергуються вздовж осi Z (див. рис. 1).
Безпосереднiй зв’язок мiж блоками вiдсутнiй, вони “зшитi” мiж собою за допомогою мiжбло-
чних полiедрiв (Sr,Ln)(2)O9 через зв’язки −O−(Sr,Ln)(2)−O−. З дев’яти атомiв оксигену
полiедра (Sr,Ln)(2)О9 вiсiм (чотири O(2) i чотири O(3) для Sr2LaScSnO7 або чотири O(2),
два O(3), О(4) та О(5) для Sr2PrScSnO7 й Sr2LnInSnO7 (Ln — La, Pr)) належать до того
самого блока, що й атоми (Sr,Ln)(2), а дев’ятий атом оксигену O(2) є аксiальним атомом
октаедра (BIII,Sn)O6 сусiднього блока (див. рис. 2). Слiд вiдзначити, що довжина цього
мiжблочного зв’язку (0,241(1) нм (Sr2LaInSnO7), 0,225(2) нм (Sr2PrInSnO7), 0,230(3) нм
(Sr2LaScSnO7) та 0,227(2) нм (Sr2PrScSnO7)) найменша з усiх зв’язкiв (Sr,Ln)(2)–О полi-
едра (Sr,Ln)(2)О9. Атоми (Sr,Ln)(1) знаходяться в деформованих кубооктаедричних пусто-
тах мiж октаедрами в серединi перовськiтових блокiв та мають координацiйне число 12.
Розподiл атомiв Sr й Ln в обох полiедрах (Sr,Ln)(2)O9 та (Sr,Ln)(1)O12 має статистичний
характер.
Аналiз ступенiв деформацiї (∆) полiедрiв МеОn у ШПС Sr2LnB
IIISnO7 (Ln — La, Pr;
BIII — Sc, In) показав, що величини ∆ залежать вiд типу кристалiчної гратки (табл. 3).
Вони максимальнi у випадку тетрагональних (пр. гр. P42/mnm) граток Sr2PrScSnO7 й
Sr2LnInSnO7 (Ln — La, Pr), а пониження симетрiї гратки до орторомбiчної (пр. гр. Fmmm)
призводить до iстотного зменшення ∆ полiедрiв МеОn у ШПС Sr2LaScSnO7.
120 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №4
Таблиця 3. Середнi мiжатомнi вiдстанi i ступенi деформацiї полiедрiв МеОn (∆) в кристалiчнiй структурi
Sr2LnBIIISnO7
Полiедр
Ln
(Sc,Sn)O6 (Sr,Ln)(2)O9 (Sr,Ln)(1)O12
Sr2LnScSnO7
Середня вiдстань, нм
(Sc,Sn)–O ∆ · 104 Середня вiдстань, нм
(Sr, Ln)(2)–O ∆ · 104 Середня вiдстань, нм
(Sr, Ln)(1)–O ∆ · 104
La 0,2053 2 0,2704 53 0,2962 3
Pr 0,2090 11 0,2702 184 0,2973 63
Ln
(In,Sn)O6 (Sr,Ln)(2)O9 (Sr,Ln)(1)O12
Sr2LnInSnO7
Середня вiдстань, нм
(In,Sn)–O ∆ · 104 Середня вiдстань, нм
(Sr, Ln)(2)–O ∆ · 104 Середня вiдстань, нм
(Sr, Ln)(1)–O ∆ · 104
La 0,2087 7 0,2754 184 0,2968 59
Pr 0,2108 29 0,2723 179 0,2985 74
Пр и м i т ка . Розрахунок ступеня деформацiї полiедрiв MeОn у кристалiчнiй структурi Sr2LnBIIISnO7 про-
ведено за формулою: ∆ = 1/n
∑
[(Ri − R)/R]2 (Ri — вiдстанi Ме–О, R — середня вiдстань Ме–О, n —
координацiйне число) [11].
Значно бiльша ступiнь деформацiї зовнiшньоблочних полiедрiв (Sr,Ln)(2)O9, нiж у внут-
рiшньоблочних кубооктаедрiв (Sr,Ln)(1)O12 (див. табл. 3), викликана їх участю у “зшивцi”
сусiднiх перовскiтоподiбних блокiв мiж собою. Цей самий фактор обумовлює зсув атомiв
(Sr,Ln)(2) майже до границi перовськiтоподiбного блока (див. рис. 1).
Слiд також вiдзначити, що зменшення розмiру атома РЗЕ в тетрагональнiй ШПС iн-
датостанатiв Sr2LnB
IIITiO7 (Ln — La, Pr) супроводжується досить iстотними (∼ в 3 рази)
збiльшенням ступеня деформацiї октаедрiв (In,Sn)O6, в той час як величини ∆(Sr,Ln)(1)O12
й ∆(Sr,Ln)(2)O9 практично незмiннi (див. табл. 3).
Зiставлення протяжностi рядiв титановмiсних сполук Sr2LnB
IIITiO7 (Ln — La, Sm; BIII —
Sc, In) [4, 12] та олововмiсних сполук Sr2LnB
IIISnO7 (Ln — La, Pr; BIII — Sc, In) свiдчить
про значно меншу стабiльнiсть ШПС останнiх. Вiрогiдною причиною цього є, очевидно,
вiдмiнностi кристалохiмiчної поведiнки атомiв титану та олова. Так, якщо титан є одним
iз найбiльш типових атомiв В-позицiї сполук iз ШПС рiзних сiмейств [1, 2], то входження
атомiв олова у В-позицiю ШПС нехарактерно i кiлькiсть вiдомих олововмiсних сполук iз
ШПС дуже обмежена.
Таким чином, у данiй роботi встановлено область iснування скандатостанатiв та iнда-
тостанатiв Sr2LnB
IIISnO7, синтезовано новi сполуки Sr2LnB
IIISnO7 (Ln — La, Pr; BIII — Sc,
In), проведено визначення їх ШПС та проаналiзовано особливостi їх будови.
1. Schaak R.E., Mallouk T. E. Perovskites by design: a toolbox of solid-state reactions // Chem. Mater. –
2002. – 14, No 4. – P. 1455–1471.
2. Александров К.С., Безносиков Б. В. Перовскиты. Настоящее и будущее. – Новосибирск: Изд-во СО
РАН, 2004. – 231 с.
3. Li Z., Li G., Sun J. et al. Structural and magnetic properties of Ruddlesden-Popper compounds in a
double-perovskite family Srn(Fe,Ta)nO3n(SrO) // Solid State Sci. – 2006. – 8, No 9. – P. 1035–1040.
4. Тiтов Ю.О., Бiлявина Н.М., Маркiв В.Я., Слободяник М.С., Полубiнський В.В. Синтез та крис-
талiчна структура двошарових iндотитанатiв Sr2LnInTiO7 // Доп. НАН України. – 2014. – № 6. –
С. 120–125.
5. Sher F., Williams A. J., Venimadhev A. et al. Synthesis, structure, and properties of two new Ruddlesden-
Popper phase analogues of SFMO (Sr2FeMoO6) // Chem. Mater. – 2005. – 17, No 7. – P. 1792–1796.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №4 121
6. Cava R. J., Takagi H., Zandbergen H.W. Synthesis and characterization of Ba3(Pb1−xBix)2O7 // Phys.
Rev. B. – 1992. – 46, No 21. – P. 14101–14104.
7. Тiтов Ю.О., Слободяник М.С., Краєвська Я.А. Особливостi утворення i iзоморфiзм сполук Руд-
лесдена–Попера типу Srn+1BnO3n+1 (B = Sn, Ti, n = 1, 2) // Укр. хим. журн. – 2008. – 74, № 7. –
С. 17–22.
8. Тiтов Ю.О., Бiлявина Н.М., Маркiв В.Я., Слободяник М.С., Краєвська Я.А., Чумак В.В. Синтез
та кристалiчна структура шаруватих скандатiв SrLn2Sc2O7 // Доп. НАН України. – 2009. – № 3. –
С. 155–161.
9. Маркiв В.Я., Бєлявiна Н.М. Апаратно-програмний комплекс для дослiдження полiкристалiчних ре-
човин за їх дифракцiйними спектрами // Тез. доп. Другої мiжнар. конф. “КФМ-97”, 14–16 жовт.
1997 p. – Львiв: Вид-во наук. тов-ва iм. Т. Г. Шевченка, 1997. – С. 260–261.
10. Caldes M., Michel C., Rouillon T. et al. Novel indates Ln2BaIn2O7, n = 2 members of Ruddlesden–Popper
family (Ln = La, Nd) // J. Mater. Chem. – 2002. – 12, No 3. – P. 473–476.
11. Shannon R.D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and
halcogenides // Acta Crystallogr. – 1976. – А32, No 5. – P. 751–767.
12. Полубiнський В.В., Тiтов Ю.О., Бiлявина Н.М., Маркiв В.Я. Синтез та кристалiчна структура
скандатотитанатiв Sr2LnScTiO7 // Tез. доп. XIX Укр. конф. з неорган. хiмiї, 7–11 вер. 2014 p. –
Одеса: Б. в., 2014. – C. 169.
Надiйшло до редакцiї 17.09.2014Київський нацiональний унiверситет
iм. Тараса Шевченка
Ю.А. Титов, Н.Н. Белявина, В.Я. Маркив,
член-корреспондент НАН Украины Н. С. Слободяник, В.В. Полубинский
Новые соединения Sr2LnB
III
SnO7 (BIII — Sc, In) с двуслойной
перовскитоподобной структурой
Определены границы областей со слоистой перовскитоподобной структурой (СПС) в ря-
дах соединений типа Sr2LnB
IIISnO7 (BIII — Sc, In). Твердофазным синтезом из эквимо-
лярных смесей Sr3Sn2O7 + SrLn2Sc2O7 и Sr2SnO4 + LnInO3 синтезированы новые сканда-
тостаннаты Sr2LnScSnO7 (Ln — La, Pr), индатостаннаты Sr2LaInSnO7 (Ln — La, Pr)
и методом Ритвельда определена их кристаллическая СПС. Установлена принадлежность
СПС Sr2LaScSnO7 к структурному типу SrLn2Sc2O7 (пр. гр. Fmmm), а СПС Sr2PrScSnO7
и Sr2LnInSnO7 к структурному типу BaLa2In2O7 (пр. гр. P42/mnm). Проанализированы
особенности строения СПС синтезированных Sr2LnB
IIISnO7 (BIII — Sc, In).
Yu.A. Titov, N.M. Belyavina, V. Ya. Markiv,
Corresponding Member of the NAS of Ukraine M. S. Slobodyanik, V.V. Polubinskii
New compounds Sr2LnB
III
SnO7 (BIII — Sc, In) with two-layer
perovskite-like structure
The boundaries of regions with layered perovskite-like structure (LPS) in the rows of compounds
Sr2LnB
IIISnO7-type (BIII — Sc, In) are determined. The new scandatostannates Sr2LnScSnO7
(Ln — La, Pr) and indatostannates Sr2LaInSnO7 (Ln — La, Pr) have been synthesized by the
solid-phase sintering from equimolar mixtures Sr3Sn2O7SrLn2Sc2O7 and Sr2SnO4 + LnInO3, and
their crystal LPSs are determined by the Rietveld method. It is found that the LPS of Sr2LaScSnO7
belongs to the SrLn2Sc2O7-type structure (sp. gr. Fmmm), and the LPSs of Sr2PrScSnO7 and
Sr2LnInSnO7 belong to the BaLa2In2O7-type structure (sp. gr. P42/mnm). The peculiarities of
LPSs of Sr2LnB
IIISnO7 (BIII — Sc, In) are analyzed.
122 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №4
|