Синтез та cтруктура фосфату NaMn6P7O24
Вперше синтезовано новий подвiйний фосфат NaMn6P7O24 та проведено повний рентгеноструктурний аналiз його монокристалiв. Дослiджено деякi фiзико-хiмiчнi властивостi отриманої сполуки. The RSA of obtained phosphate NaMn6P7O24 is realized. The crystals are monoclinic (P21/m). The parameters of a cell a...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7744 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Cинтез та cтруктура фосфату NaMn6P7O24 / Р.В. Лаврик, П. Г. Нагорний, С.К. Галiмов, М.С. Слободяник // Доп. НАН України. — 2009. — № 1. — С. 125-129. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859588804443111424 |
|---|---|
| author | Лаврик, Р.В. Нагорний, П.Г. Галімов, С.К. Слободяник, М.С. |
| author_facet | Лаврик, Р.В. Нагорний, П.Г. Галімов, С.К. Слободяник, М.С. |
| citation_txt | Cинтез та cтруктура фосфату NaMn6P7O24 / Р.В. Лаврик, П. Г. Нагорний, С.К. Галiмов, М.С. Слободяник // Доп. НАН України. — 2009. — № 1. — С. 125-129. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | Вперше синтезовано новий подвiйний фосфат NaMn6P7O24 та проведено повний рентгеноструктурний аналiз його монокристалiв. Дослiджено деякi фiзико-хiмiчнi властивостi отриманої сполуки.
The RSA of obtained phosphate NaMn6P7O24 is realized. The crystals are monoclinic (P21/m). The parameters of a cell are: a = 0.53584 nm, b = 2.6697 nm, c = 0.65759 nm, β = 107.226º; Z = 2, ρdet = 3.584 g/cm³. The base of the structure is a frame which consists of octahedra MnO6 (connected via common edges), discrete anion groups [P3O10] (which are situated in the plane of symmetry), and anions P2O7.
|
| first_indexed | 2025-11-27T12:33:59Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 546.185.7.
© 2009
Р.В. Лаврик, П. Г. Нагорний, С. К. Галiмов, член-кореспондент НАН
України М. С. Слободяник
Cинтез та cтруктура фосфату NaMn6P7O24
Вперше синтезовано новий подвiйний фосфат NaMn6P7O24 та проведено повний рентге-
ноструктурний аналiз його монокристалiв. Дослiджено деякi фiзико-хiмiчнi властивос-
тi отриманої сполуки.
Сполуки, синтезованi з розчинiв-розплавiв у виглядi монокристалiв, вiдомi як простi та
подвiйнi фосфати лужних i полiвалентних металiв [1]. Такий метод синтезу має iстотнi пе-
реваги, а саме: дає змогу отримувати речовини у виглядi досить великих й високочистих
кристалiв, що, в свою чергу, вiдбивається на їхнiх фiзико-хiмiчних властивостях; характери-
зується кращими порiвняльними характеристиками виходу кiнцевого продукту взаємодiї [2].
Зручним середовищем для синтезу складних фосфатних сполук є розплави систем
MI
2O−P2O5 (де M — Li, Na, K) [3–5]. Данi системи розглядались як унiверсальнi розчинни-
ки оксидiв полiвалентних металiв, виступаючи при цьому як один з вихiдних компонентiв
для утворення складних фосфатiв.
При дослiдженнi взаємодiї у системах M2O−P2O5−MexOy (де Me — Mn, Co, Ni, Fe(III),
Cr(III), Ti(IV) тощо) [1, 2, 6] встановлено дiапазони iснування ряду подвiйних фосфатiв
лужних та полiвалентних металiв. Основними чинниками при утвореннi фосфатних сполук
слугували: вихiдне мольне спiввiдношення M2O−P2O5 у розплавi; температура.
Дослiджуючи взаємодiю оксидiв полiвалентних металiв з розплавами фосфатiв лужних
металiв (Li, Na, K), з урахуванням публiкацiй [1–6] авторами даного повiдомлення вивчено
поведiнку оксиду мангану (III) у системi Na2O−P2O5. При цьому визначено межi розчинно-
стi в дiапазонi спiввiдношень Na2O−P2O5 вiд 0,5 до 2,0 моль, встановлено областi iснування
деяких подвiйних фосфатiв натрiю — мангану та видiлено їх у монокристалiчному виглядi.
Кристали NaMn6P7O24 отримано при спонтаннiй кристалiзацiї розплаву з вихiдним моль-
ним спiввiдношенням Na2O – P2O5 1,7. Склад подвiйного фосфату уточнено за допомогою
повного рентгеноструктурного аналiзу.
Рентгеноструктурне дослiдження голчастих кристалiв NaMn6P7O24 свiтло-рожевого ко-
льору виконано на чотирикруговому дифрактометрi “Siemens P3/PC” (молiбденове випро-
мiнювання, графiтовий монохроматор). Розшифровка i уточнення структури виконанi з за-
стосуванням комплексу програм “SHELX-97” [7].
Кристали NaMn6P7O24 належать до моноклiнної сингонiї. Параметри елементарної ко-
мiрки уточнено методом найменших квадратiв за 24 рефлексами в дiапазонi кутiв 24◦ 6
6 θ 6 40◦; вони дорiвнюють: a = 0,53584, b = 2,6697, c = 0,65759 нм; β = 107,226◦;
V = 0,8985(3) нм3, ρ = 3,584 г/см3. Iнтегральнi iнтенсивностi вимiряно 2θ : θ методом в iн-
тервалi кутiв 3,05◦ 6 2θ 6 30,07◦ при швидкостi сканування 2–29 град/хв. В результатi екс-
перименту отримано 5515 рефлексiв (у межах −7 6 h 6 0; −37 6 k 6 37; −8 6 l 6 9), з яких
для розрахункiв використано 2587 незалежних з I > 2δ(I). У масив даних було введено по-
правку на фактор Лоренца, приведено експериментальну емпiричну корекцiю на поглинан-
ня. Розрахунок структури виконано в анiзотропному наближеннi теплових параметрiв для
всiх атомiв. Остаточне значення фактора розбiжностi: R = 0,0347; Rw = 0,0494. Позицiйнi
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №1 125
Таблиця 1. Координати атомiв (·102) i еквiвалентнi тепловi поправки (·102 нм) для структури NaMn6P7O24
Атом x/a y/b z/c Ueq
Mn(1) 3811(1) 6832(1) 7198(1) 6(1)
Mn(2) −2922(1) 5979(1) 10853(1) 6(1)
Mn(3) 3145(1) 5445(1) 3142(1) 7(1)
Na(1) −2194(1) 7500 3714(1) 17(1)
P(1) −1824(1) 6093(1) 6168(1) 4(1)
P(2) 2087(1) 5243(1) 7949(1) 3(1)
P(3) −398(1) 7500 9044(1) 3(1)
P(4) 2484(1) 6681(1) 11902(1) 4(1)
O(1) 162(3) 6483(1) 6159(2) 14(1)
O(2) −3448(3) 6223(1) 7650(2) 7(1)
O(3) −3574(3) 5956(1) 3956(2) 7(1)
O(4) −460(3) 5575(1) 7071(2) 15(1)
O(5) 3700(3) 5481(1) 10015(2) 7(1)
O(6) 3573(3) 5217(1) 6315(2) 9(1)
O(7) 891(3) 4741(1) 8258(2) 7(1)
O(8) −3238(4) 7500 7809(3) 8(1)
O(9) 1536(4) 7500 7786(3) 6(1)
O(10) 38(3) 7036(1) 10572(2) 8(1)
O(11) 3611(3) 6946(1) 13979(2) 9(1)
O(12) 4383(3) 6664(1) 10574(2) 7(1)
O(13) 1099(3) 6194(1) 12010(2) 7(1)
Рис. 1. Загальна проекцiя структури NaMn6P7O24
параметри атомiв зi стандартними вiдхиленнями та мiжатомнi вiдстанi (нм) у координа-
цiйних полiедрах наведено в табл. 1. В основi структури NaMn6P7O24 лежить просторовий
каркас, побудований з ланцюжкiв MnO6 — октаедрiв, якi з’єднанi ребрами, та з тетраедрiв
PO4, об’єднаних у P3O10- та P2O7-групи (рис. 1). У порожнинах каркасу мiстяться атоми
калiю. В структурi NaMn6P7O24 присутнi три кристалографiчно рiзнi атоми мангану, що
мають кисневе оточення у виглядi деформованого октаедра:
Mn(1)−O(1) 0,20900(15) K(1)−O(10)#1 0,29494(16)
Mn(1)−O(11)#1 0,21099(14) K(1)−O(10)#10 0,29494(16)
Mn(1)−O(2)#2 0,21514(14) K(1)−O(1)#11 0,32176(18)
Mn(1)−O(12) 0,21959(14) K(1)−O(1) 0,32176(18)
Mn(1)−O(9) 0,22578(13) K(1)−O(12)#8 0,32203(15)
126 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №1
Mn(1)−O(8)#2 0,23385(13) K(1)−O(12)#9 0,32203(15)
Mn(2)−O(13) 0,21397(14) P(1)−O(1) 0,14900(16)
Mn(2)−O(2) 0,21419(14) P(1)−O(3) 0,15230(14)
Mn(2)−O(3)#3 0,21706(14) P(1)−O(2) 0,15268(15)
Mn(2)−O(5)#4 0,21817(14) P(1)−O(4) 0,15933(16)
Mn(2)−O(7)#5 0,22015(14) P(2)−O(5) 0,15164(14)
Mn(2)−O(12)#4 0,23019(14) P(2)−O(6) 0,15164(15)
Mn(3)−O(6) 0,21199(14) P(2)−O(7) 0,15256(15)
Mn(3)−O(7)#6 0,21429(14) P(2)−O(4) 0,15852(15)
Mn(3)−O(3)#2 0,21646(14) P(3)−O(8) 0,1498(2)
Mn(3)−O(5)#1 0,21652(15) P(3)−O(9) 0,1505(2)
Mn(3)−O(13)#1 0,22965(14) P(3)−O(10) 0,15687(15)
Mn(3)−O(6)#7 0,24424(15) P(3)−O(10)#11 0,15687(15)
Na(1)−O(11)#8 0,27388(16) P(4)−O(11) 0,14968(14)
Na(1)−O(11)#9 0,27388(16) P(4)−O(13) 0,15108(14)
Na(1)−O(9) 0,2828(2) P(4)−O(12) 0,15253(15)
Na(1)−O(8) 0,2908(2) P(4)−O(10) 1,6430(15)
Операцiї симетрiї для отримання еквiвалентних атомiв:
#1 x, y, z − 1 #6 − x,−y + 1,−z + 1 #10 x,−y + 3/2, z − 1
#2 x + 1, y, z #7 − x + 1,−y + 1,−z + 1 #11 x,−y + 3/2, z
#3 x, y, z + 1 #8 x − 1, y, z − 1 #12 x + 1, y, z + 1
#4 x − 1, y, z #9 x − 1,−y + 3/2, z − 1 #13 x − 1,−y + 3/2, z
#5 − x,−y + 1,−z + 2
Полiедри мангану у викривленому октаедричному оточеннi кiнцевих кисневих атомiв
фосфатних анiонiв через ребра з’єднуються в нескiнченнi хвилеподiбнi ланцюжки, якi про-
ходять через елементарну комiрку вздовж осi y (рис. 2). Цiкаво вiдзначити, що полiедри
Mn(1) й Mn(2) з’єднуються через ребро O(2)−O(12), яке утворене площинними атомами
Рис. 2. Проекцiя структури NaMn6P7O24 на площину yz
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №1 127
Рис. 3. Найближче кисневе оточення атома натрiю
кисню октаедрiв; тодi як полiедри Mn(2) й Mn(3) з’єднуються через ребро O(5)−O(3), утво-
рене площинним i вершинним атомами. Перiод повторюваностi в хвилеподiбних ланцюжках
дорiвнює 12 октаедрам MnO6. Через елементарну комiрку проходять два таких ланцюж-
ки. Групи P3O10 мiстять два структурно рiзнi атоми фосфору, атом Р(3) розташований
у площинi симетрiї. Тетраедр P(3)O4 менш викривлений, характеризується незначним вiд-
хиленням вiдстаней P(3)−O(8) та P(3)−O(10). Тетраедр P(4)O4 бiльше деформований, ха-
рактеризується значним iнтервалом мiж вiдстанями P(4)−O(10) i P(4)−O(11), що стано-
вить близько 10% середньої вiдстанi в полiедрi. Три тетраедри PO4 об’єднуються через
зв’язуючi атоми O(10); O′(10) у симетричний анiон P3O
5−
10
, який характеризується кутом
P(3)−O(10)−P(4), що дорiвнює 137,7◦. Рiзнорозгорнутi анiони P3O
5−
10
стягують “ланцюжок”
iз октаедрiв MnO6. Два сусiднiх ланцюжки з октаедрiв зв’язуються в об’ємну структуру за
допомогою дифосфатних P2O7-груп.
Два фосфатних тетраедри P(1)O4 та P(2)O4 з’єднуються через атом кисню О(4)
в P2O7-групу, яка характеризується дещо видовженими, практично однаковими вiдстанями
до зв’язуючого атома (див. вище) i незначною рiзницею у вiдстанях до протилежних атомiв
кисню P(1)−O(1) й P(2)−O(7) 0,149 й 0,1526 нм вiдповiдно. Таким чином, P2O7-група утво-
рена майже правильними тетраедрами PO4 i характеризується кутом P(1)−O(4)−P(2), що
дорiвнює 150,52◦. Найближче оточення атомiв натрiю складається з шести кiнцевих кисне-
вих атомiв двох P3O10-груп, орiєнтованих симетрично вiдносно площини симетрiї. Але на
дещо бiльших вiдстанях (близько 0,32 нм) знаходяться ще чотири кисневi атоми, якi також
можна вiднести до координацiйного полiедра натрiю. Отже, координацiйне число натрiю
дорiвнює 10 (рис. 3). IЧ спектроскопiчнi дослiдження пiдтверджують наявнiсть анiонiв
P3O10
5− й P2O
4−
7
у синтезованому фосфатi.
Таким чином, на пiдставi викладеного можна стверджувати, що нами був синтезований
новий подвiйний фосфат NaMn6P7O24, проведено повний рентгеноструктурний аналiз його
монокристалiв, дослiджено деякi фiзико-хiмiчнi властивостi отриманої сполуки.
1. Слободяник Н.С. Направленный синтез двойных фосфатов из расплавленных солей : Дис. . . . д-ра
хим. наук: 02.00.01. – Киев, 1988. – 335 с.
2. Нагорний П.Г. Синтез, структура, властивостi подвiйних фосфатiв та фторфосфатiв лужних i 3-d
металiв : Дис. . . . д-ра хiм. наук: 02.00.01. – Київ, 1998. – 256 с.
3. Скопенко В. В., Слободяник М.С., Нагорний П. Г., Корнiєнко З. I. Взаємодiя дiоксиду титану в сис-
темi Li2O−P2O5 // Доп. АН УРСР. – Сер. Б. – 1985. – № 11. – С. 54–57.
128 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №1
4. Скопенко В.В., Слободяник М.С., Нагорний П. Г., Петренко О.В. Взаємодiя в системi
Me2O−NiO−P2O5, де Me — Li, Na // Доп. НАН України. – 1997. – № 4. – С. 159–163.
5. Скопенко В. В., Слободяник Н.С., Нагорный П.Г., Корниенко З.И. Синтез фторфосфатов щелочных
металлов и хрома // Докл. АН УССР. – 1987. – № 9. – С. 47–49.
6. Слободяник М.С., Нагорний П.Г., Петренко О.В. Взаємодiя в системi M2O−CoO−P2O5, де Me —
Li, Na, К // Доп. НАН України. – 1997. – № 3. – С. 150–153.
7. Sheldrick G.M. SHELX – 97. A program for crystal structure refinement. Release 97–2. University of G.,
1997.
Надiйшло до редакцiї 01.04.2008Нацiональний аграрний унiверситет, Київ
Київський нацiональний унiверситет
iм. Тараса Шевченка
R.V. Lavryk, P.G. Nagorny, S.K. Galimov,
Corresponding Member of the NAS of Ukraine M. S. Slobodyanyk
Synthesis and structure of phosphate NaMn6P7O24
The RSA of obtained phosphate NaMn6P7O24 is realized. The crystals are monoclinic (P21/m).
The parameters of a cell are: a = 0.53584 nm, b = 2.6697 nm, c = 0.65759 nm, β = 107.226◦;
Z = 2, ρdet = 3.584 g/cm3. The base of the structure is a frame which consists of octahedra MnO6
(connected via common edges), discrete anion groups [P3O10] (which are situated in the plane of
symmetry), and anions P2O7.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №1 129
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7744 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-27T12:33:59Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Лаврик, Р.В. Нагорний, П.Г. Галімов, С.К. Слободяник, М.С. 2010-04-12T11:45:51Z 2010-04-12T11:45:51Z 2009 Cинтез та cтруктура фосфату NaMn6P7O24 / Р.В. Лаврик, П. Г. Нагорний, С.К. Галiмов, М.С. Слободяник // Доп. НАН України. — 2009. — № 1. — С. 125-129. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7744 546.185.7. Вперше синтезовано новий подвiйний фосфат NaMn6P7O24 та проведено повний рентгеноструктурний аналiз його монокристалiв. Дослiджено деякi фiзико-хiмiчнi властивостi отриманої сполуки. The RSA of obtained phosphate NaMn6P7O24 is realized. The crystals are monoclinic (P21/m). The parameters of a cell are: a = 0.53584 nm, b = 2.6697 nm, c = 0.65759 nm, β = 107.226º; Z = 2, ρdet = 3.584 g/cm³. The base of the structure is a frame which consists of octahedra MnO6 (connected via common edges), discrete anion groups [P3O10] (which are situated in the plane of symmetry), and anions P2O7. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Хімія Синтез та cтруктура фосфату NaMn6P7O24 Synthesis and structure of phosphate NaMn6P7O24 Article published earlier |
| spellingShingle | Синтез та cтруктура фосфату NaMn6P7O24 Лаврик, Р.В. Нагорний, П.Г. Галімов, С.К. Слободяник, М.С. Хімія |
| title | Синтез та cтруктура фосфату NaMn6P7O24 |
| title_alt | Synthesis and structure of phosphate NaMn6P7O24 |
| title_full | Синтез та cтруктура фосфату NaMn6P7O24 |
| title_fullStr | Синтез та cтруктура фосфату NaMn6P7O24 |
| title_full_unstemmed | Синтез та cтруктура фосфату NaMn6P7O24 |
| title_short | Синтез та cтруктура фосфату NaMn6P7O24 |
| title_sort | синтез та cтруктура фосфату namn6p7o24 |
| topic | Хімія |
| topic_facet | Хімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7744 |
| work_keys_str_mv | AT lavrikrv sinteztactrukturafosfatunamn6p7o24 AT nagorniipg sinteztactrukturafosfatunamn6p7o24 AT galímovsk sinteztactrukturafosfatunamn6p7o24 AT slobodânikms sinteztactrukturafosfatunamn6p7o24 AT lavrikrv synthesisandstructureofphosphatenamn6p7o24 AT nagorniipg synthesisandstructureofphosphatenamn6p7o24 AT galímovsk synthesisandstructureofphosphatenamn6p7o24 AT slobodânikms synthesisandstructureofphosphatenamn6p7o24 |