Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии

Двойные фосфаты, как известно, применяются в качестве люминофоров. Хорошо известны люминофоры с красным свечением на основе ортофосфата цинка (активатор марганец). Поскольку люминесцентные свойства различных фаз фосфата часто резко отличаются, то характеристика фазового состава основы люминофора при...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Украинский химический журнал
Date:1983
Main Authors: Трапезникова, Л.В., Лантух, Г.В.
Format: Article
Language:Russian
Published: Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України 1983
Subjects:
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/183137
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии / Л.В. Трапезникова, Г.В. Лантух // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 12. — С. 1250-1253. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859862879418712064
author Трапезникова, Л.В.
Лантух, Г.В.
author_facet Трапезникова, Л.В.
Лантух, Г.В.
citation_txt Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии / Л.В. Трапезникова, Г.В. Лантух // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 12. — С. 1250-1253. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Украинский химический журнал
description Двойные фосфаты, как известно, применяются в качестве люминофоров. Хорошо известны люминофоры с красным свечением на основе ортофосфата цинка (активатор марганец). Поскольку люминесцентные свойства различных фаз фосфата часто резко отличаются, то характеристика фазового состава основы люминофора при различных температурах имеет большое значение. В этой связи представляет интерес исследование ИК-спектров Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O. Данные ИК..спектроскопии об указанном фосфате в литературе отсутствуют.
first_indexed 2025-12-07T15:46:46Z
format Article
fulltext взаимодействию однородных молекул. Этим, по-видимому, и объясня­ ется небольшая взаимная растворимость HgTe и SnTe. Таким образом, методами физико-химического анализа исследо­ вана диаграмма состояния системы HgTe-SпТе, и проведен расчет термодинамических свойств системы вдоль линии ликвидуса. Установ­ лено, что система описывается диаграммой состояния эвтектического типа с ограниченной взаимной растворимостью компонентов в твердом состоянии. 1. Томашик В. Н., Грыцuв В. и. Диаграммы состояния систем на основе полупровод­ никовых соединений AIIBvI.- Киев: Наук. думка, 1982.-167 с. 2. Garbato Е; Ledda Р. Evalution of heats and entropies of fusion Ьу quantitative dif­ ferential thermal analysis method.- Thermochim. аста, 1977, 19, N 3, р. 267-269. 3. Герасимов я. Н., Крестовников А. Н., Горбов с. Н. Термодинамика в цветной ме­ таллургии.- М. : ...J\1.еталлургия, 1974.- Т. 6.200 с. Институт полупроводниковАН УССР, Киев удк бб.09З.&:541.44 Поступила 28.04.83 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕГИДРАТАЦИИ Mn2Zn(P04)2·4H20 МЕТОДОМ ИК-СПЕКТРОСКОПИИ л. В. Трапезникова, г. В. Лантух Двойные фосфаты, как известно, применяются в качестве люминофо­ ров. Хорошо известны люминофоры с красным свечением на основе ортофосфата цинка (активатор марганец) [1]. Поскольку люминес­ центные свойства различных фаз фосфата часто резко отличаются, то характеристика фазового СОСТ,ава основы люминофора при различных температурах имеет большое значение. В этой связи представляет ИН­ терес исследование ИК-спектровMn2Zn(P04)2·4H20. Данные ИК..спект­ роскопии об указанном фосфате в литературе отсутствуют. Для исследования процессов, протекающих при обезвоживании кристаллогидрата марганца - цинка, нами сняты и изучены ИК-спект­ ры поглощения синтезированного Mn2Zn(P04)2·4H20 и промежуточных продуктов его дегидратации, полученных при различных температурах. Спектры поглощения снимали на ИК-спектрофотометрах UR-20 и «Перкин - Эрмлер М-Б 325» на 4-й и б-й щелевых программах соот­ ветственно в области 3800----:,400 см-1 • Образцы готовили в виде сус­ пензий в вазелиновом масле и таблеток в KBr. Концентрация вещества при таблетировании составляла 1,5: 150 мг KBr. Из сравнения полу­ ченных результатов следует, что для данного объекта способ приготов­ ления образцов на вид спектров не влияет (табл. 1, рисунок). В спектре исходного двойного марганец - цинк ортофосфата тет­ рагидрата наблюдается интенсивная полоса с максимумом 3330 см-1 и двумя нечетко выраженными перегибами 3515 и 3180 см-1 (рисунок, кривая 1). Это свидетельствует о существовании трех видов воды в решетке ГИДfата, что согласуется со структурными исследованиями с-гопеита [2 , в соответствии с которыми вода в кристаллической ре­ шетке расположена по трем неэквивалентным положениям, причем Н2О1 существенно отличается от H20II , H20III . Энергетическое состояние H20 I1 незначительно отличается от H20II1 (0,5 о/о). Полоса 3515 см-1 в спектре Mn2Zn(P04)2·4H20 может свидетель­ ствовать о присутствии ОН-групп, участвующих в слабой водородной связи [3, 4]. Относительно высокое значение частоты 3515 см-1 , отве­ чающее валентным колебаниям ОН-групп, и удаление двух молекул воды при сравнительно низкой температуре (120-1550), как свидетель- 1250 УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983, Т. 49, Х2 12. 4 ! I I БОа 500У, ем'/ ~t , , I '(1' 1300 1/00 900 7002600 \170030003800 ИК-спсктры поглощепия исходиого l\'\n2Zn(P04)2·4H20 (1) и продуктов его дегпдрата­ ции, полученных пр" температуре: 2-155, 3-310, 4-700, 5-900, 6-960 о. Таблица Максимумы полос ПОГJlощения (CM-1) в спектрах продуктов термической дегидратации Термообработанный при Исходный образец 240 о 310 о 700 о 900 о 960· Отнесение час­ тот [10] 3440 Ш! 3440 сл 3620 о. сл. 3260 с 3350 о. сл. 1650 сл 1630 СЛ 1650 о. сл, 1620 о. сл. 1620 о. СЛ. 1105 с 3515 пл 3330 с 3180 пл 1650 ср 1105 с 1090 с 1090 с 1090 с "VOH 1085 с 730 ср 1025 с 950 с 635 565 505 I j' 1040 С 965 с 815 С 735 ср 605 с 980 с 735 сл 635 с 615 С 600 е 555 С 450 ср 980 С 735 сл 650 сл 600 с 555 С 450 ер 980 с 735 ел 650 сл 600 С 555 е 440 ер 1030 е 965 С 625 С 580 е 565 с 545 е 450 сл 425 "VMnO, "Vzn-o При м е ч а н и е. Интенсивность полос: с-сИльная; ер-средняя; е.'!-слабая; ПЛ-плечо на склоне полосы поглощения. УI\РАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ. 1983, Т. 49, W, 12 2* 1251 85 270 420 3515 3330 3180 Таблица 2 Характеристика водородных связей в кристаллогидрате МП2ZП(РО4)2 ·4Н2О ствуют данные ДТА [5], дают основание считать, что молекулы воды находятся во внешней координационной сфере, образуя с двумя други­ ми, более прочно связанными молекулами воды, слабые межмолекуляр­ ные водородные связи. При нагревании исходного Mn2Zn(РО4) 2·4Н2О эти две молекулы воды удаляются в первую очередь. Остальным двум молекулам Н2О, координированнымкатионами цинка, в спектре исход­ ного МП2Zn(РО4)2-4Н20 отвечают более низкие частоты поглощения ОН-групп (3380-3180 смг") (рисунок, кривая 1). Удаление H 20 II , H20 II I , по данным ДТА, происходит при температуре 245-2650. Оценка энергии водородной связи, рассчитанной по [6], представлена в табл. 2. В кристаллогидратах средних фосфатов некоторых металлов (ни­ келя, кобальта) образуются силь­ ные внутримолекулярные водород- I Э Н вые связи [7, 8], поэтому при дегидра- VOI-l' ем- 1 /!,.\'ОН' CM- 1 ... нергия -СВЯ· ЗИ, икал/моль тации указанных фосфатов происхо- --------------- дит образование пиро-, триполи- И более высококонденсированныхфос­ фатных анионов. При сопоставлении глубины разрушения гидратов ортофосфатов марганца, кобальта, никеля, меди и цинка в работе [8] было установлено, что, когда значение наиболее прочной водородной связи, реализуемой в гидрате, не выходит за пределы 8-9 ккал/моль, полимеризация не отмечается. Повышение энергии водородной связи приводит К полимеризации фосфатного аниона, что наблюдается при дегидратации NiЗ(РО4)2-8Н20, СОз(РО4)2·8Н20, СUз(РО4)2·2,5Н20, МПз(РО4)2-3Н2О. Величина максимальной энергии водородной связи в этих фосфатах составляет 10,9; 10,8; 11,3 и 11,0 ккал/моль соответ­ ственно. При обезвоживании орторомбического zпз (РО4) 2 -4Н2О (с-гопеи­ та) конденсированные формы фосфатного аниона не обнаруживаются. Очевидно, это вызвано отсутствием сильных внутримолекулярных водородных связей (Е=8,5 икал/моль [8,9]), что является следствием положения воды в кристаллической решетке исходного гидрата. Мп2Zп (РО4)2-4Н20 имеет, согласно рентгенографическому иссле­ дованию, структуру орторомбического гопеита и при его обезвожива­ нии конденсированных форм фосфатного аниона не обнаруживается. Это, по-видимому, также можно объяснить отсутствием сильных внутри­ молекулярных связей; энергия максимально нагруженной водородной связи равна 9,0 ккал/моль (табл. 2) ~ На первой стадии дегидратации, в соответствии с результатами термографического и рентгенофазового анализов, Mn2Zn (РО4)2· 4Н2О теряет две молекулы воды и превращается в МП2ZП(РО4)2-2Н20. В ИК­ спектре этого образца наблюдаются соответствующие изменения (ри­ сунок, кривая 2). Интенсивность полосы поглощения в области валент­ ных колебаний ОН-групп уменьшается, а сама полоса становится менее широкой. Изменяется контур полосы в области деформационных коле­ баний Н2О. Происходит уширение спектра в области колебаний иона РО4З- (полоса 1105 см:'}. Вторая стадия дегидратации приводит к еще более значительному изменению спектров поглощения. Интенсивность полос поглощения, принадлежащих колебаниям гидроксильных групп, значительно умень­ шается. Наблюдается дополнительное расщепление полос поглощения в области характеристических колебаний иона РО4З-. Можно предпо­ ложить, что при удалении двух последних (более прочно связанных) молекул воды из исходного фосфата возмущение РО43- возрастает. Спектры образцов, полученных при 310, 700, 9000, в области колебаний РО4?- аналогичны. Наличие слабых полос в участке валентных и де­ формационных колебаний ОН-групп и Н2О (рисунок, кривые 3-5) 1252 УКРАИНС1(Ий ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983. т. 49, Н! 12 можно объяснить сорбцией некоторого количества воды при приготов­ лении образца. Величина расщепления полос валентных колебаний РО4З- 900­ 1200 см-1 увеличивается с ростом напряженности электростатического поля, создаваемого катионами. С повышением температуры обработки образца величина расщепления полос в области 1200 см-1 (рисунок, кривая 5) заметно увеличивается. Поэтому можно заключить, что уда­ ление воды приводит К усилению взаимодействия катион - анион в ис­ следуемом соединении. Уменьшение числа полос, как известно [1О] , свидетельствует о повышении симметрии РО4З-. В соответствии с данными рентгенофазового анализа образцы, тер­ мообработанные при 310, 700, 9000, относятся к низкотемпературной модификации '\'-Zпз (РО4) 2. В спектре образца, полученного при 9600, в области 1200-900 см-1 наблюдается уменьшение полос поглощения, таким образом, процесс полиморфного превращения МП2ZП(РО4) 2 из низкотемпературной модификации в высокотемпературную также от­ ражается на ИI(-спектрах. в результате полиморфного провращения происходит перестройка кристаллической структуры, приводящая к дальнейшему уменьшению искажения тетраэдра РО4З- и увеличению симметрии (рисунок, кривая б). На основании данных, полученных при использовании ИК-спектро. скопии, схему термической дегидратации можно представить следую­ щим образом: 1550 2650 310, 700,9000 Мл2Zп (PO~')2· 4Н2О-~Мп2Zп (РО4)2 •2Н2О-~ Мп2Zл (PO~J2 7 -2Н2О -2Н2О ниэкотемпературна я модификация, V 9600 -+ Мл2Zп (РО4 )2 -~ Мп2Zп (РО4) 2 низкотемпературная высокотемпературная модификация, 'V модификация, (3 1. Марконский л. Н., ПекерАtан Ф. М., Пезошина л. Н. ЛЮМИIIОфОРЫ.- М.; Л.: Хи­ мия, 1968.-240 с. 2. Мамедов Х. С., Гамидов Р. С., Белов и. В. Кристаллическая структура топеига Zпз(РО4)2·4I-I2О.- Кристаллография, 1963,32, N!! 11, с. 114-117. з. Юхневич Г. В. Успехи в применснии ИК-спектроскопии для характеристики OI-I­ СВЯЗИ.- Успехи химии, 1963, 32, N!2 11, С. 1397. 4. Corbridge D. Е. С., Lave Е. J. The infrared эресага of some inorganic рповрпогпв согпроцпёв.с-J. Спсгп., Soc., 1954, N 2, р. 493. 5. Трапеэникова л. В., Шееров Л, 11. Синтез JI термические свойства двойного мар­ ганец-цинк ортофосфата.- В КИ.: Повышение урожайности и качества продукции сельскохозяйственных КуЛЬтур.- Научные труды УСХА. Киев, 1981, с. 166. 6. Соколов Н. Д. Водородная связь.- Успехи физ. наук, 1955, 57, Ng 1, с. 205. 7. Исследование термической дегидратации СОз(РО4)2· 8Н2О методом инфракрасной спектроскопии I Л. Н. Щегров, В. В. Печковский, Р. Я. Мельникова, С. с. Гусев.­ Жури. физ. химии, 1970, 44, Ng 1, с. 64. 8. Щегров Л. Н. О закономерностях обезвоживания кристаллогидратов па примере трсхзамещенных ортофосфатов двухвалентных металлов.- Жури. неорган. химии, 1975, 20, N2 4, с. 1002-1003. 9. Макатун В. Н., Щегров л. Н. Состояние воды в неорганичсских крисгаллогидра- тах и особенности реакций их дегидратации.- Успехи химии, 1972, 61, .N'211, с. 1954. 10. Герцберг г. Колебательные и вращательные спектры многоатомных молекул.­ М. : Изд-во иностр, лит., 1949.-647 с. Украинская сельскохозяйственная академия, Киев УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, X~ 12 Поступила 09.02.83 1253
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-183137
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 0041–6045
language Russian
last_indexed 2025-12-07T15:46:46Z
publishDate 1983
publisher Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
record_format dspace
spelling Трапезникова, Л.В.
Лантух, Г.В.
2022-02-03T18:09:43Z
2022-02-03T18:09:43Z
1983
Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии / Л.В. Трапезникова, Г.В. Лантух // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 12. — С. 1250-1253. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
0041–6045
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/183137
66.09З.6:541.44
Двойные фосфаты, как известно, применяются в качестве люминофоров. Хорошо известны люминофоры с красным свечением на основе ортофосфата цинка (активатор марганец). Поскольку люминесцентные свойства различных фаз фосфата часто резко отличаются, то характеристика фазового состава основы люминофора при различных температурах имеет большое значение. В этой связи представляет интерес исследование ИК-спектров Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O. Данные ИК..спектроскопии об указанном фосфате в литературе отсутствуют.
ru
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
Украинский химический журнал
Неорганическая и физическая химия
Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии
A Study of Thermal Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O Dehydration by IR Spectroscopy
Article
published earlier
spellingShingle Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии
Трапезникова, Л.В.
Лантух, Г.В.
Неорганическая и физическая химия
title Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии
title_alt A Study of Thermal Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O Dehydration by IR Spectroscopy
title_full Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии
title_fullStr Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии
title_full_unstemmed Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии
title_short Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии
title_sort исследование термической дегидратации мn₂zn (ро₄)₂•4h₂o методом ик -спектроскопии
topic Неорганическая и физическая химия
topic_facet Неорганическая и физическая химия
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/183137
work_keys_str_mv AT trapeznikovalv issledovanietermičeskoidegidrataciimn2znro424h2ometodomikspektroskopii
AT lantuhgv issledovanietermičeskoidegidrataciimn2znro424h2ometodomikspektroskopii
AT trapeznikovalv astudyofthermalmn2znro424h2odehydrationbyirspectroscopy
AT lantuhgv astudyofthermalmn2znro424h2odehydrationbyirspectroscopy