Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу AˡˡLn₂Bˡˡˡ₂O₇
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2024 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/202276 |
| 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: | Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу AˡˡLn₂Bˡˡˡ₂O₇ / Ю.О. Тітов, М.С. Слободяник, В.В. Чумак // Доповіді Національної академії наук України. — 2024. — № 1. — С. 58-63. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860019956717977600 |
|---|---|
| author | Тітов, Ю.О. Слободяник, М.С. Чумак, В.В. |
| author_facet | Тітов, Ю.О. Слободяник, М.С. Чумак, В.В. |
| citation_txt | Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу AˡˡLn₂Bˡˡˡ₂O₇ / Ю.О. Тітов, М.С. Слободяник, В.В. Чумак // Доповіді Національної академії наук України. — 2024. — № 1. — С. 58-63. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| first_indexed | 2025-12-07T16:47:03Z |
| format | Article |
| fulltext |
58 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2024. No. 1: 58—63
Ц и т у в а н н я: Тітов Ю.О., Слободяник М.С., Чумак В.В. Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів
на будову фаз на основі сполук типу AIILn2B2
IIIO7. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2024. № 1. С. 58—63. https://doi.
org/10.15407/dopovidi2024.01.058
© Видавець ВД «Академперіодика» НАН України, 2024. Стаття опублікована за умовами відкритого доступу за
ліцензією CC BY-NC-ND (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)
ХІМІЯ
CHEMISTRY
https://doi.org/10.15407/dopovidi2024.01.058
УДК 548.312.3
Ю.О. Тітов1, https://orcid.org/0000-0001-9900-3751
М.С. Слободяник1, https://orcid.org/0000-0003-2684-9806
В.В. Чумак2, https://orcid.org/0000-0001-5892-3703
1Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, Київ, Україна
2Житомирський державний університет ім. Івана Франка, Житомир, Україна
E-mail: titov1952@ukr.net
Закономірності впливу ізовалентних
заміщень атомів на будову фаз на основі сполук
типу AIILn2B2
IIIO7
На підставі аналізу структурних даних фаз (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7 (AII = Ba, Sr, AII* = Sr, Ca, Ln = La, Nd,
Ln* = Sm, Dy, BIII = In, Sc) визначено закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів AII та Ln у ша-
руватій перовськітоподібній структурі сполук типу AIILn2B2
IIIO7 на її будову. Встановлено, що збільшення
ступеня заміщення атомів AII та Ln у шаруватій структурі фаз AII
1−x, Ax
II*Ln2 B2
IIIO7 і AIILn2−x Lnx*B2
IIIO7
зумовлює зростання ступеня деформації (Δ) міжблокових поліедрів АО9 та зменшення довжини міжбло-
кової відстані А—О. Величини ΔАО9 і ΔАО12 у структурі AII
1−x, Ax
II*Ln2 B2
IIIO7 і AIILn2−x Lnx*B2
IIIO7 залежать
від типу сингонії ґратки і найвищі в тетрагональних твердих розчинах. Характер розподілу атомів Ba,
Sr та рідкісноземельних елементів у структурі (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7 визначається величиною різниці
їх радіусів. Її збільшення сприяє впорядкуванню розподілу атомів Ba, Sr та рідкісноземельних елементів
по поліедрах АО9 і АО12. Виявлено структурні фактори, які впливають на стабільність фаз (AII, AII*)(Ln,
Ln*)2 B2
IIIO7 з шаруватою перовськітоподібною структурою.
Ключові слова: фази типу (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7, шарувата перовськітоподібна структура, ізоморфні
заміщення.
Шарувата перовськітоподібна структура (ШПС) сполук загального складу An+1BnO3n+1
(А = Ca, Sr, Ba, Ln, Na, K, В = Ti, Zr, Hf, Pb, Sn, Mn, Al, Ga, Cr, Fe, Ni, Co, Sc, In) складається
з двовимірних (нескінченних в одній площині) перовськітоподібних блоків завтовшки в n
(n = 1 — 3) шарів сполучених вершинами октаедрів ВО6 [1]. Безпосереднього зв’язку між
октаедрами суміжних перовськітоподібних блоків немає, вони розділені шаром поліедрів
АО9, а їх “зшиття” відбувається через зв’язки —О—А—О—. Такий тип будови ШПС сполук
59ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2024. № 1
Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу AIILn2B2
IIIO7
типу An+1BnO3n+1 обумовлює наявність у них широкого спектра фізико-хімічних власти-
востей (діелектричні та резистивні властивості, значний магнітоопір, іонна провідність,
люмінесцентні та іонообмінні властивості, фотокаталітична активність та інші) [1—8].
Цілеспрямований пошук і синтез нових сполук та ізоморфно заміщених фаз типу
An+1BnO3n+1 з ШПС потребує встановлення взаємозв’язків між складом і особливостями
будови ШПС та виявлення факторів, які визначають можливість утворення нових пред-
ставників цього сімейства.
Проте для двошарових представників сімейства сполук типу An+1BnO3n+1 складу
AIILn2B2
IIIO7 загальні закономірності впливу ізовалентного заміщення атомів лужнозе-
мельних металів та рідкісноземельних елементів (РЗЕ) на будову їх ШПС досі залишалися
не визначеними.
Мета роботи — узагальнення закономірностей впливу складу на будову ШПС ізова-
лентно заміщених двошарових фаз типу (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7 (AII = Ba, Sr, AII* = Sr,
Ca, Ln = La, Nd, Ln* = Sm, Dy, BIII = In, Sc). Об’єктами дослідження були синтезовані
нами тверді розчини з двошаровою ШПС: Ba1−xSrxLa2In2O7 [9], Ba1−xSrxNd2In2O7 [10],
Sr1−хCaхLa2Sc2O7 [11], BaLa2−xSmxIn2O7 [12], BaNd2−xSmxIn2O7 [13], BaLa2−xDyxSc2O7 [14],
SrLa2−xDyxSc2O7 [15].
Порівняльний аналіз даних [9—15] про зміни в будові ШПС у рядах твердих роз-
чинів AII
1−xAx
II*Ln2B2
IIIO7 та AIILn2−xLnx*B2
IIIO7 (таблиця, рисунок) виявив низку загальних
взаємозв’язків між складом і особливостями будови їх ШПС (типом сингонії ШПС, ступе-
нями деформації поліедрів АО9, АО12 і довжинами міжблокового зв’язку А—О), зокрема:
◆ збільшення ступеня заміщення як атомів Ln у поліедрах АО9, так і атомів AII у по-
ліедрах АО12 ШПС (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7 на менші за розміром атоми типу AII* і Ln*
підвищує ступінь деформації (Δ) міжблокових поліедрів АО9 незалежно від типу сингонії
ШПС ізовалентно заміщених твердих розчинів (див. таблицю, рисунок, а);
◆ величина ступеня деформації міжблокових поліедрів ΔAO9 у твердих розчинах
(AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7 з тетрагональною ШПС (пр. гр. P42/mnm) значно (у рази) пере-
Δ · 104
320
d, нм
0,224
0,216
0,208
0,200
280
240
1
1
2
2
3
3
ба
4
4
200
160
120
80
0,126 0,128 0,130 0,132 0,134 0,136 RAIX
, нм— 0,126 0,128 0,130 0,132 0,134 0,136 RAIX
, нм—
Залежності ступеня деформації міжблокових поліедрів АО9 (а) і довжини міжблокового зв’язку А—О (б)
від величини середнього іонного радіуса атомів металів у поліедрі АО9: 1 — BaNd2−xSmxIn2O7, 2 —
BaLa2−xSmxIn2O7, 3 — BaLa2−xDyxSc2O7, 4 — SrLa2−xDyxSc2O7
60 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2024. No. 1
Ю.О. Тітов, М.С. Слободяник, В.В. Чумак
Деякі кристалографічні характеристики твердих розчинів типу AII
1–x Ax
II*Ln2B2
IIIO7
і AIILn2–xLn*2B2
IIIO7 (A = Ba, Sr, A* = Sr, Ca, Ln = La, Nd, Ln* = Sm, Dy, BIII = In, Sc) з ШПС
Склад Область існування
ШПС (пр. гр.)
Склад міжблокових
поліедрів АО9 та ступінь
їх деформації (Δ · 104)
Склад
внутрішньоблокових
поліедрів АО12 та
ступінь їх деформації
(Δ · 104)
Міжблокова
відстань, нм
Ba1−xSrxLa2In2O7 0 ≤ x ≤ 0,75
(x = 0, P42/mnm)
(x = 0,2—0,75, Fmmm)
LaO9
234 (x = 0, P42/mnm)
74—90 (Fmmm)
(Ba,Sr)O12
72 (P42/mnm)
4—2 (Fmmm)
0,230(2) (P42/mnm)
0,238(2)—0,215(2) (Fmmm)
Ba1−xSrxNd2In2O7 0 ≤ x ≤ 0,2 (P42/mnm) NdO9
279—287
(Ba,Sr)O12
32—35
0,223(2)—0,214(1)
Sr1−хCaхLa2Sc2O7 0 ≤ x ≤ 0,15 (Fmmm) (Sr,La)O9
68—72
(Sr,La,Ca)О12
3—5
0.222(2)—0.215(1)
BaLa2−xSmxIn2O7 0 ≤ х ≤ 1,8 (P42/mnm) LnO9
234—250
BaO12
72—95
0,230(2)—0,214(1)
BaNd2−xSmxIn2O7 0 ≤ х ≤ 1,8 (P42/mnm) LnO9
279—338
BaO12
32—108
0,223(2)—0,206(2)
BaLa2−xDyxSc2O7 0 < х ≤ 1,0 (P42/mnm) LnO9
208—247
BaO12
60—65
0,231(2)—0,214(1)
SrLa2−xDyxSc2O7 0 ≤ х ≤ 1,6 (Fmmm) (Sr,La)O9 (x = 0)
(Sr,La,Dy)O9 (x = 0,5—1)
(La,Dy)O9 (x = 1,5)
68—147
(Sr,La)O12 (x = 0—1)
SrO12 (x = 1,5)
3—34
0,222(2)—0,200(1)
вищує значення ΔAO9 у твердих розчинах з менш високосиметричною ромбічною ШПС
(пр. гр. Fmmm) (див. таблицю). Слід відзначити, що величина ступеня деформації Δ між-
блокових поліедрів (Nd,Sm)O9 в ШПС фази BaNd0,2Sm1,8In2O7 з максимальним ступенем
заміщення атомів неодиму (338 · 10–4) близька до максимально відомих значень ΔAO9 для
сполук типу An+1BnO3n+1 з ШПС;
◆ збільшення ступеня заміщення атомів типу АII та Ln як у поліедрах АО9, так і АО12
ШПС (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7 на менші за розміром атоми замісників АII* i Ln* зменшує
відстань між суміжними перовськітоподібними блоками (довжину міжблокового зв’язку
А—О) незалежно від типу сингонії ШПС ізовалентно заміщених твердих розчинів (див.
таблицю, рисунок, б);
◆ величина ΔAO12 у твердих розчинах (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7 з ромбічною ШПС
(пр. гр. Fmmm) набагато (як правило, в рази) менша за значення ΔAO12 у твердих розчинах
з більш високосиметричною тетрагональною (пр. гр. P42/mnm) ШПС;
◆ аналіз одержаних нами результатів про розподіл атомів лужноземельних елементів
та атомів РЗЕ в поліедрах ШПС твердих розчинів (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7 виявив пев-
ні закономірності в характері їх локалізації по кристалографічних позиціях ШПС. Зокре-
ма, ступінь заповнюваності атомами лужноземельних елементів і атомами РЗЕ міжбло-
кової (поліедр АО9) та внутрішньоблокової (поліедр АО12) позицій у ШПС (AII, AII*)(Ln,
Ln*)2 B2
IIIO7 визначається величиною різниці їх розмірів (див. таблицю). Великі атоми Ва
61ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2024. № 1
Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу AIILn2B2
IIIO7
в ШПС AIILn2–xLn*2B2
IIIO7 розташовуються лише у внутрішньоблокових поліедрах АО12, у
випадку більш близьких за розмірами атомів Sr і La має місце їх одночасне розміщення в
поліедрах АО9 та АО12 (системи Sr1−хCaхLa2Sc2O7 та SrLa2−xDyxSc2O7, х = 0 − 1) із переваж-
ною локалізацією атомів стронцію у внутрішньоблокових поліедрах. А збільшення вмісту
меншого за розміром атома РЗЕ (збільшення різниці в розмірах атомів Sr і РЗЕ) в системі
SrLa2−xDyxSc2O7 (х = 1,5) призводить до повного витіснення атома стронцію в поліедр АО12
(система SrLa2−xDyxSc2O7 з х = 1,5). Встановлені закономірності розподілу атомів лужно-
земельних металів та атомів РЗЕ обумовлені, очевидно, як неможливістю входження ве-
ликих атомів Ва у невеликі поліедри АО9, так і послідовним зменшенням міжблокової від-
стані в рядах фаз (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7, що зумовлює поступове витіснення атомів Sr із
міжблокового простору (поліедрів АО9) у кубооктаедричні пустоти перовськітоподібного
блока (поліедри АО12);
◆ збільшення ступеня деформації міжблокових поліедрів АО9 зі збільшенням ступеня
заміщення атомів типу АII і Ln обумовлює зростання напруженості в міжблоковому про-
сторі ШПС твердих розчинів AII
1–xAx
II*Ln2B2
IIIO7 і AIILn2–xLn*xB2
IIIO7, а зменшення відстані між
двовимірними перовськітоподібними блоками в ШПС цих ізовалентно заміщених твердих
розчинів наближує будову двовимірної ШПС (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7 до будови термоди-
намічно значно стабільнішої тривимірної структури перовськіту. Одночасна сумарна дія
цих обох факторів поступово дестабілізує ШПС і обмежує область її існування в рядах
твердих розчинів (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7. Підтвердженням такого механізму руйнації
ШПС твердих розчинів (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7 є поява фази з тривимірною структурою
типу перовськіту за перевищення межі ізовалентного заміщення атомів AII та Ln.
Отже, аналіз одержаних нами результатів про особливості будови ШПС ізовалентно
заміщених двошарових фаз типу AII
1–xAx
II*Ln2B2
IIIO7 і AIILn2–xLn*xB2
IIIO7 (AII = Ba, Sr, AII* = Sr,
Ca, Ln = La, Nd, Ln* = Sm, Dy, BIII = In, Sc) дав можливість узагальнити особливості впли-
ву ізовалентного заміщення атомів AII та Ln в ШПС сполук типу AIILn2B2
IIIO7 на її будову.
Одержані дані становлять безсумнівний інтерес для цілеспрямованого пошуку нових ма-
теріалів на основі сполук сімейства An+1BnO3n+1 і регулювання їх структурно чутливими
(люмінесцентними, електропровідними та іншими) властивостями.
Дослідження виконано за фінансування Міністерства освіти і науки України (№ держ-
реєстрації проєкту 0122U001959).
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Schaak R.E., Mallouk T.E. Perovskites by design: a toolbox of solid-state reactions. Chem. Mater. 2002. 14, № 4.
P. 1455—1471. https://doi.org/10.1021/cm010689m
2. Nirala G., Yadav D., Upadhyay S. Ruddlesden—Popper phase A2BO4 oxides: Recent studes on structure, electri-
cal, dielectric and optical properties. J. Adv. Ceram. 2020. 9, № 2. P. 129—148. https://doi.org/10.1007/s40145-
020-0365-x
3. Xiao H., Liu P., Wang W., Ran R., Zhou W., Shao Z. Ruddlesden—Popper perovskite oxides for photocatalysis-
based water splitting and wastewater treatment. Energy Fuels. 2020. 34, № 8. P. 9208—9221. https://doi.
org/10.1021/acs.energyfuels.0c02301
4. Ding P., Li W., Zhao H., Wu C., Zhao L., Dong B., Wang S. Review on Ruddlesden—Popper perovskites as ca-
thode for solid oxide fuel cells. J. Phys.: Mater. 2021. 4, № 2. 022002. https://doi.org/10.1088/2515-7639/abe392
5. Kato S., Ogasawara M., Sugai M., Nakata S. Synthesis and oxide ion conductivity of new layered perovskite
La1−xSr1+xInO4−d. Solid State Ion. 2002. 149, № 1—2. P. 53—57. https://doi.org/10.1016/S0167-2738(02)00138-8
62 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2024. No. 1
Ю.О. Тітов, М.С. Слободяник, В.В. Чумак
6. Prado F., Manthiram A. Synthesis, crystal chemistry, and electrical and magnetic properties of Sr3Fe2−xCoxO7−δ
(0 ≤ x ≤ 0.8). J. Solid State Chem. 2001. 158, № 2. P. 307—314. https://doi.org/10.1006/jssc.2001.9111
7. Kim I.-S., Kawaji H., Itoh M., Nakamura T. Structural and dielectric studies on the new series of layered
compounds, strontium lanthanum scandium oxides. Mat. Res. Bull. 1992. 27, № 10. P. 1193—1203. https://doi.
org/10.1016/0025-5408(92)90227-Q
8. Kamimura S., Yamada H., Xu C.-N. Strong reddish-orange light emission from stress-activated
Srn+1SnnO3n+1:Sm3+ (n = 1, 2, ∞) with perovskite-related structures. Appl. Phys. Lett. 2012. 101. 091113. https://
doi.org/10.1063/1.4749807
9. Тітов Ю.О., Білявина Н.М., Слободяник М.С., Чумак В.В. Кристалічна структура ізовалентно заміще-
них шаруватих індатів Ba1−xSrxLa2In2O7. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2016. № 6. C. 95—102. https://doi.
org/10.15407/dopovidi2016.06.095
10. Titov Y.A., Belyavina N.N., Slobodyanik M.S., Nakonechna O.I., Strutynska N.Yu. Synthesis and crystal
structure of two-slab Ba1−xSrxNd2In2O7 indates. Phys. Chem. Solid State. 2022. 23, № 2. Р. 375—379. https://doi.
org/10.15330/pcss.23.2.375-379
11. Titov Y., Belyavina N., Slobodyanik M., Nakonechna O., Strutynska N. Effect of strontium atoms substitution
on the features of two-slab structure of Sr1−xCaxLa2Sc2O7 scandates. Fr.-Ukr. J. Chem. 2021. 9, № 1. Р. 44—50.
https://doi.org/10.17721/fujcV9I1P44-50
12. Titov Y., Belyavina N., Slobodyanik M., Nakonechna O., Strutynska N., Tymoshenko M. Effect of isovalent
substitution on the crystal structure and properties of two-slab indates BaLa2−xSmxIn2O7. Open Chem. 2020.
18, № 1. Р. 1294—1303. https://doi.org/10.1515/chem-2020-0090
13. Titov Y.A., Belyavina N.M., Slobodyanik M.S., Nakonechna O.I., Strutynska N.Yu., Chumak V.V. Effect of iso-
valent substitution on structure of the two-slab BaNd2−xSmxIn2O7 indates. Phys. Chem. Solid State. 2022. 23,
№ 4. Р. 801—808. https://doi.org/10.15330/pcss.23.4.801-808
14. Тітов Ю.О., Чумак В.В., Тимошенко М.В. Синтез та кристалічна структура двошарових скандатів
BaLa2−xDyxSc2O7. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2022. № 3. С. 68—76. https://doi.org/10.15407/
dopovidi2022.03.068
15. Тітов Ю.О., Білявіна Н.М., Слободяник М.С., Чумак В.В., Наконечна О.І. Синтез та кристалічна струк-
тура ізовалентнозаміщених шаруватих скандатів SrLa2−xDyxSc2O7. Вопросы химии и химической техно-
логии. 2019. № 6. С. 228—235. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2019-127-6-228-235
Надійшло до редакції 20.09.2023
REFERENCES
1. Schaak, R. E. & Mallouk, T. E. (2002). Perovskites by design: a toolbox of solid-state reactions. Chem. Mater.,
14, No. 4, pp. 1455-1471. https://doi.org/10.1021/cm010689m
2. Nirala, G., Yadav, D. & Upadhyay, S. (2020). Ruddlesden-Popper phase A2BO4 oxides: Recent studes on
structure, electrical, dielectric and optical properties. J. Adv. Ceram., 9, No. 2, pp. 129-148. https://doi.
org/10.1007/s40145-020-0365-x
3. Xiao, H., Liu, P., Wang, W., Ran, R., Zhou, W. & Shao, Z. (2020). Ruddlesden—Popper perovskite oxides for
photocatalysis-based water splitting and wastewater treatment. Energy Fuels, 34, No. 8, pp. 9208-9221. https://
doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c02301
4. Ding, P., Li, W., Zhao, H., Wu, C., Zhao, L., Dong, B. & Wang, S. (2021). Review on Ruddlesden—Popper
perovskites as cathode for solid oxide fuel cells. J. Phys.: Mater., 4, No. 2, 022002. https://doi.org/10.1088/2515-
7639/abe392
5. Kato, S., Ogasawara, M., Sugai, M. & Nakata, S. (2002). Synthesis and oxide ion conductivity of new layered pe rovs-
kite La1−xSr1+xInO4−d. Solid State Ion., 149, No. 1-2, pp. 53—57. https://doi.org/10.1016/S0167-2738(02)00138-8
6. Prado, F. & Manthiram, A. (2001). Synthesis, crystal chemistry, and electrical and magnetic properties of
Sr3Fe2−xCoxO7−δ (0 ≤ x ≤ 0.8). J. Solid State Chem., 158, No. 2, pp. 307-314. https://doi.org/10.1006/jssc.2001.9111
7. Kim, I.-S., Kawaji, H., Itoh, M. & Nakamura, T. (1992). Structural and dielectric studies on the new series of
layered compounds, strontium lanthanum scandium oxides. Mat. Res. Bull., 27, No. 10, pp. 1193-1203. https://
doi.org/10.1016/0025-5408(92)90227-Q
8. Kamimura, S., Yamada, H. & Xu, C.-N. (2012). Strong reddish-orange light emission from stress-activated
Srn+1SnnO3n+1:Sm3+ (n = 1, 2, ∞) with perovskite-related structures. Appl. Phys. Lett., 101, 091113. https://doi.
org/10.1063/1.4749807
63ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2024. № 1
Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу AIILn2B2
IIIO7
9. Titov, Y. A., Belyavina, N. M., Slobodyanik, M. S. & Chumak, V. V. (2016). Crystal structure of isovalent
substituted slab indatesBa1−xSrxLa2In2O7. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., No. 6, pp. 95-102 (in Ukrainian).
https://doi.org/10.15407/dopovidi2016.06.095
10. Titov, Y. A., Belyavina, N. N., Slobodyanik, M. S., Nakonechna, O. I. & Strutynska, N. Yu. (2022). Synthesis and
crystal structure of two-slab Ba1−xSrxNd2In2O7 indates. Phys. Chem. Solid State, 23, No. 2, pp. 375-379. https://
doi.org/10.15330/pcss.23.2.375-379
11. Titov, Y., Belyavina, N., Slobodyanik, M., Nakonechna, O. & Strutynska, N. (2021). Effect of strontium atoms
substitution on the features of two-slab structure of Sr1−xCaxLa2Sc2O7 scandates. Fr.-Ukr. J. Chem., 9, No. 1,
pp. 44-50. https://doi.org/10.17721/fujcV9I1P44-50
12. Titov, Y., Belyavina, N., Slobodyanik, M., Nakonechna, O., Strutynska, N. & Tymoshenko, M. (2020). Effect of
isovalent substitution on the crystal structure and properties of two-slab indates BaLa2−xSmxIn2O7. Open
Chem., 18, No. 1, pp. 1294-1303. https://doi.org/10.1515/chem-2020-0090
13. Titov, Y. A., Belyavina, N. M., Slobodyanik, M. S., Nakonechna, O. I., Strutynska, N. Yu. & Chumak, V. V.
(2022). Effect of isovalent substitution on structure of the two-slab BaNd2−xSmxIn2O7 indates. Phys. Chem.
Solid State, 23, No. 4, pp. 801-808. https://doi.org/10.15330/pcss.23.4.801-808
14. Titov, Y. A., Chumak, V. V. & Tymoshenko, M. V. (2022). Synthesis and crystal structure of two-slab scandates
BaLa2−xDyxSc2O7. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., No. 3, pp. 68-76 (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/
dopovidi2022.03.068
15. Titov, Y. A., Belyavina, N. M., Slobodyanik, M. S., Chumak, V. V. & Nakonechna, O. I. (2019). Synthesis and
crystal structure of isovalently substituted slab SrLa2−xDyxSc2O7 scandates. Voprosy khimii i khimicheskoi
tekhnologii, No. 6, pp. 228-235 (in Ukrainian). https://doi.org/10.32434/0321-4095-2019-127-6-228-235
Received 20.09.2023
Y.A. Titov1, https://orcid.org/0000-0001-9900-3751
M.S. Slobodyanik1, https://orcid.org/0000-0003-2684-9806
V.V. Chumak2, https://orcid.org/0000-0001-5892-3703
1Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine
2Zhytomyr Ivan Franko State University, Zhytomyr, Ukraine
E-mail: titov1952@ukr.net
REGULARITIES OF ISOVALENT ATOM SUBSTITUTION INFLUENCE
ON THE STRUCTURE OF AIILn2B2
IIIO7 TYPE COMPOUNDS
Based on the analysis of the structural data of phases (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7 (AII = Ba, Sr, AII* = Sr, Ca,
Ln = La, Nd, Ln* = Sm, Dy, BIII = In, Sc), the regularities of the influence of isovalent substitutions of AII and Ln
atoms in the slab perovskite-like structure of AIILn2B2
IIIO7-type compounds on its structure were determined. It was
obserbed that an increase in the degree of substitution of AII and Ln atoms in the slab structure of AII
1−x, Ax
II*Ln2 B2
IIIO7
and AIILn2−x Lnx*B2
IIIO7 type phases leads to an increase in the degree of deformation (Δ) of interblock polyhedra of
AO9 and to a decrease in the length of the interblock distance A — O. It was found that the values of ΔAO9 and
ΔAO12 in the structure of AII
1−x, Ax
II*Ln2 B2
IIIO7 and AIILn2−x Lnx*B2
IIIO7 depend on the type of syngonia of lattice and
are highest in tetragonal solid solutions. The distribution of Ba, Sr, and REE atoms in (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7
structures is determined by the value of difference in their radii, with an increase contributing to the ordering of
the distribution of Ba, Sr, and REE atoms in AO9 and AO12 polyhedra. Structural factors affecting the stability of
(AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7 phases with a slab perovskite-like structure have been identified.
Keywords: phases of (AII, AII*)(Ln, Ln*)2 B2
IIIO7 type, slab perovskite-like structure, isomorphic substitutions.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-202276 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:47:03Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Тітов, Ю.О. Слободяник, М.С. Чумак, В.В. 2025-03-10T15:23:24Z 2024 Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу AˡˡLn₂Bˡˡˡ₂O₇ / Ю.О. Тітов, М.С. Слободяник, В.В. Чумак // Доповіді Національної академії наук України. — 2024. — № 1. — С. 58-63. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/202276 548.312.3 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2024.01.058 Дослідження виконано за фінансування Міністерства освіти і науки України (№ держреєстрації проєкту 0122U001959). uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Хімія Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу AˡˡLn₂Bˡˡˡ₂O₇ Regularities of isovalent atom substitution infl uence on the structure of AˡˡLn₂Bˡˡˡ₂O₇ type compounds Article published earlier |
| spellingShingle | Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу AˡˡLn₂Bˡˡˡ₂O₇ Тітов, Ю.О. Слободяник, М.С. Чумак, В.В. Хімія |
| title | Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу AˡˡLn₂Bˡˡˡ₂O₇ |
| title_alt | Regularities of isovalent atom substitution infl uence on the structure of AˡˡLn₂Bˡˡˡ₂O₇ type compounds |
| title_full | Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу AˡˡLn₂Bˡˡˡ₂O₇ |
| title_fullStr | Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу AˡˡLn₂Bˡˡˡ₂O₇ |
| title_full_unstemmed | Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу AˡˡLn₂Bˡˡˡ₂O₇ |
| title_short | Закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу AˡˡLn₂Bˡˡˡ₂O₇ |
| title_sort | закономірності впливу ізовалентних заміщень атомів на будову фаз на основі сполук типу aˡˡln₂bˡˡˡ₂o₇ |
| topic | Хімія |
| topic_facet | Хімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/202276 |
| work_keys_str_mv | AT títovûo zakonomírnostívplivuízovalentnihzamíŝenʹatomívnabudovufaznaosnovíspoluktipuallln2blll2o7 AT slobodânikms zakonomírnostívplivuízovalentnihzamíŝenʹatomívnabudovufaznaosnovíspoluktipuallln2blll2o7 AT čumakvv zakonomírnostívplivuízovalentnihzamíŝenʹatomívnabudovufaznaosnovíspoluktipuallln2blll2o7 AT títovûo regularitiesofisovalentatomsubstitutioninfluenceonthestructureofallln2blll2o7typecompounds AT slobodânikms regularitiesofisovalentatomsubstitutioninfluenceonthestructureofallln2blll2o7typecompounds AT čumakvv regularitiesofisovalentatomsubstitutioninfluenceonthestructureofallln2blll2o7typecompounds |