Синтез та визначення кристалічної структури BaLn2Sc2O7
Синтезовано скандати BaLn2Sc2O7 (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd), методом рентгенiвської дифракцiї на порошках визначено їх кристалiчнi шаруватi перовськiтоподiбнi структури (ШПС). Проаналiзовано особливостi будови двошарової ШПС BaLn2Sc2O7 (Ln = La−Gd) та виявлено фактори, що сприяють морфотропному пе...
Saved in:
| Date: | 2009 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8529 |
| 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: | Синтез та визначення кристалічної структури BaLn2Sc2O7 / Ю.О. Тiтов, Н.М. Бiлявина, В.Я. Маркiв, М.С. Слободяник, Я.А. Краєвська, В.П. Ящук, В.В. Чумак // Доп. НАН України. — 2009. — № 5. — С. 172-178. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859716936047263744 |
|---|---|
| author | Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Марків, В.Я. Слободяник, М.С. Краєвська, Я.А. Ящук, В.П. Чумак, В.В. |
| author_facet | Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Марків, В.Я. Слободяник, М.С. Краєвська, Я.А. Ящук, В.П. Чумак, В.В. |
| citation_txt | Синтез та визначення кристалічної структури BaLn2Sc2O7 / Ю.О. Тiтов, Н.М. Бiлявина, В.Я. Маркiв, М.С. Слободяник, Я.А. Краєвська, В.П. Ящук, В.В. Чумак // Доп. НАН України. — 2009. — № 5. — С. 172-178. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | Синтезовано скандати BaLn2Sc2O7 (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd), методом рентгенiвської дифракцiї на порошках визначено їх кристалiчнi шаруватi перовськiтоподiбнi структури (ШПС). Проаналiзовано особливостi будови двошарової ШПС BaLn2Sc2O7 (Ln = La−Gd) та виявлено фактори, що сприяють морфотропному переходу ШПС.
The scandates BaLn2Sc2O7 (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd) have been synthesized, and their crystal layer perovskite-like structures (LPS) are determined by X-ray powder diffraction. The peculiarities of two-slab LPS of BaLn2Sc2O7 (Ln = La−Gd) have been analyzed, and the factors that promote the morphotropic transition of LPS have been discovered.
|
| first_indexed | 2025-12-01T08:12:51Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 548.312.3
© 2009
Ю.О. Тiтов, Н. М. Бiлявина, В. Я. Маркiв, член-кореспондент НАН
України М. С. Слободяник, Я.А. Краєвська, В. П. Ящук,
В.В. Чумак
Синтез та визначення кристалiчної структури
BaLn2Sc2O7
Синтезовано скандати BaLn2Sc2O7 (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd), методом
рентгенiвської дифракцiї на порошках визначено їх кристалiчнi шаруватi перовськi-
топодiбнi структури (ШПС). Проаналiзовано особливостi будови двошарової ШПС
BaLn2Sc2O7 (Ln = La−Gd) та виявлено фактори, що сприяють морфотропному пе-
реходу ШПС.
Скандати AIILnnScnO3n+1 (AII — лужноземельний метал, n — число шарiв октаедрiв ScO6
у перовськiтоподiбному блоцi) iз шаруватою перовськiтоподiбною структурою (ШПС) є од-
ними з найменш дослiджених у сiмействi сполук та фаз Рудлесдена — Попера, у бiльшостi
представникiв якого виявлено цiнний комплекс фiзико-хiмiчних властивостей [1]. На сьогод-
нi встановлено наявнiсть та визначено кристалiчну структуру лише одношарових сполук
SrLnScO4 (Ln = La−Sm) [2, 3] та двошарової — SrLa2Sc2O7 [2]. Результати роботи [2] вказу-
ють на можливiсть iснування також скандатiв BaLaScO4 та BaLa2Sc2O7, проте її авторам
не вдалося отримати однофазових зразкiв цих сполук.
Авторами даного повiдомлення було синтезовано барiєвмiснi двошаровi перовськiтоподi-
бнi скандати сiмейства Рудлесдена — Попера загального складу BaLn2Sc2O7 та визначено
їх кристалiчну структуру.
Новi скандати BaLn2Sc2O7 отримували шляхом спiльної кристалiзацiї (випарювання при
iнтенсивному перемiшуваннi) сумiшi водних розчинiв ацетату барiю й нiтратiв рiдкiснозе-
мельних елементiв (РЗЕ) та скандiю iз спiввiдношенням Ba : Ln : Sc = 1 : 2 : 2 з подальшою
термообробкою продукту на газовому пальнику для видалення основної маси оксидiв азоту.
Отриману таким чином шихту́ запресовували в диски i пiддавали послiдовному прожарю-
ванню при температурi, К: 870, 1170, 1370, 1570 та 1670 протягом 2 год (при кожнiй темпе-
ратурi) з перетиранням та перепресуванням зразкiв пiсля кожної стадiї термообробки. Як
вихiднi у роботi використано ацетат барiю й нiтрати РЗЕ та скандiю марок “хч”.
Кристалiчну структуру BaLn2Sc2O7 дослiджували порошковим методом. Дифракцiйнi
спектри записано на дифрактометрi ДРОН-3 у дискретному режимi (крок сканування 0,03◦,
експозицiя в точцi 5 с) на мiдному фiльтрованому випромiнюваннi. Управлiння процесом
зйомки, збирання iнформацiї, первинна обробка дифракцiйних спектрiв, а також структурнi
розрахунки виконано з використанням апаратно-програмного комплексу [4]. Iнтенсивнiсть
сигналу другої оптичної гармонiки I2ω лазерного випромiнювання визначали на полiкрис-
талiчних зразках за методикою [5] з використанням IАГ : Nd — лазера (λω = 1,064 мкм
i λ2ω = 0,532 мкм). За еталонну речовину при оцiнцi нецентросиметричностi структури ви-
користовували порошок чотиришарового сегнетоелектрика La4Ti4O14 тiєї ж дисперсностi,
що й дослiджуванi зразки (∼ 2 мкм).
172 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №5
Рис. 1. Експериментальна (кружечки), розрахована (суцiльна лiнiя) та рiзницева (нижня лiнiя) дифракто-
грами BaSm2Sc2O7 (CuKα
-випромiнювання)
Результати рентгенофазового аналiзу прожарених зразкiв показали утворення шести
нових iндивiдуальних скандатiв BaLn2Sc2O7 з Ln=La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd. Зразки очiкува-
них скандатiв BaLn2Sc2O7 з Ln=Tb й Dy виявилися неоднофазовими, причому основною
фазою в них була фаза зi структурою ромбiчного перовськiту, перiоди кристалiчної гратки
якої (a = 0,5749(8) нм, b = 0,7912(7) нм, c = 0,5472(6) нм для Ln=Tb та a = 0,5733(4) нм,
b = 0,7906(5) нм, c = 0,5444(3) для Ln = Dy) дуже близькi до таких, якi було визначено
авторами статтi [6] для TbScO3 та DyScO3. Решта вiдбиттiв на дифрактограмах очiкуваних
скандатiв BaLn2Sc2O7 (Ln=Tb, Dy) вiдповiдає продуктам гiдратацiї та карбонiзацiї оксиду
барiю на повiтрi (Ba(OH)2, Ba(OH)2 · nH2O, BaCO3).
Дифрактограми BaLn2Sc2O7 (Ln = La−Gd) подiбнi до дифрактограм двошарових
SrLa2Sc2O7 (пр. гр. Fmmm [2]) та BaLn2In2O7 (Ln = La, Nd) (пр. гр. P42/mnm [7]). Їх
iндексування показало належнiсть кристалiчної структури BaLn2Sc2O7 (Ln = La−Gd) до
тетрагональної сингонiї. Систематичнi згасання вiдбиттiв на дифрактограмах BaLn2Sc2O7
вiдповiдають таким можливим просторовим групам: центросиметричнiй P42/mnm та не-
центросиметричним P42nm або P4̄n2.
Вибiр просторової групи для BaLn2Sc2O7 був здiйснений на пiдставi вимiрiв їх не-
лiнiйно-оптичних характеристик. Тест на генерацiю сигналу другої гармонiки лазерного
випромiнювання полiкристалiчними зразками показав, що вiдносна iнтенсивнiсть сигна-
лу I2ω для BaLn2Sc2O7 (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd) становить лише 0,0015–0,0001 I2ω
для нецентросиметричної сполуки La4Ti4O14 iз ШПС. Такий незначний сигнал I2ω дозво-
ляє однозначно вiднести кристалiчну структуру цiєї сполуки до центросиметричної групи
P42/mnm.
Враховуючи iзоструктурну спорiдненiсть сполук BaLn2Sc2O7 (Ln = La−Gd) та
BaLn2In2O7 (Ln = La, Nd), первинну оцiнку координатних параметрiв атомiв для почат-
кових моделей структур BaLn2Sc2O7 проведено за вiдомими структурними даними для
BaLn2In2O7 [7] (пр. гр. P42/mnm). Зiставлення експериментальних i розрахованих для та-
ких моделей структури iнтенсивностей показало їх задовiльну збiжнiсть. Результати уточ-
нення моделей структури BaLn2Sc2O7 (Ln = La−Gd) та їх дифракцiйнi данi наведено
в табл. 1–3 i на рис. 1–3. При розрахунку структури уточнено склади сполук BaLn2Sc2O7,
якi у межах похибки визначення вiдповiдають експериментальним даним.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №5 173
Рис. 2. Кристалiчна структура BaNd2Sc2O7у виглядi октаедрiв ScO6 та атомiв Ba (темнi кружечки) i Nd
(свiтлi кружечки)
Кристалiчна структура сполук BaLn2Sc2O7 (Ln = La−Gd) є шаровою i утворена дво-
мiрними (нескiнченними в напрямах осей X i Y ) перовськiтоподiбними блоками, кожен
з яких складається з двох шарiв деформованих октаедрiв ScO6 (див. рис. 2). Октаедри
Таблиця 1. Координати атомiв та кристалографiчнi характеристики BaLn2Sc2O7
Атом
Координати атомiв
Позицiя X Y Z
Ba 4f XBa YBa 0
Ln 8j XLn YLn ZLn
Sc 8j XSc YSc ZSc
O(1) 4g XO(1) YO(1) 0
O(2) 8j XO(2) YO(2) ZO(2)
O(3) 8h 0 0,5 ZO(3)
O(4) 4e 0 0 ZO(4)
O(5) 4e 0 0 ZO(5)
Ln
Координатнi параметри
XBa YBa XLn YLn ZLn XSc YSc ZSc
La 0,2447(2) 0,2447(2) 0,2681(3) 0,2681(3) 0,1839(2) 0,2529(2) 0,2529(2) 0,4026(2)
Pr 0,2526(2) 0,2526(2) 0,2665(2) 0,2665(2) 0,1845(2) 0,2732(2) 0,2732(2) 0,3989(2)
Nd 0,2607(3) 0,2607(3) 0,2717(3) 0,2717(3) 0,1860(2) 0,2609(3) 0,2609(3) 0,3961(3)
Sm 0,2625(2) 0,2625(2) 0,2730(2) 0,2730(2) 0,1864(1) 0,2563(2) 0,2563(2) 0,3958(2)
Eu 0,2612(2) 0,2612(2) 0,2745(2) 0,2745(2) 0,1867(2) 0,2582(2) 0,2582(2) 0,3949(2)
Gd 0,2673(4) 0,2673(4) 0,2713(3) 0,2713(3) 0,1865(2) 0,2624(3) 0,2624(3) 0,3917(2)
Ln XO(1) YO(1) XO(2) YO(2) ZO(2) ZO(3) ZO(4) ZO(5)
La 0,806(2) 0,194(2) 0,184(3) 0,184(3) 0,290(2) 0,101(2) 0,122(3) 0,396(3)
Pr 0,803(2) 0,197(2) 0,189(2) 0,189(2) 0,288(2) 0,106(2) 0,125(4) 0,399(4)
Nd 0,800(2) 0,200(2) 0,193(3) 0,193(3) 0,286(2) 0,109(2) 0,130(2) 0,402(2)
Sm 0,780(2) 0,220(2) 0,193(3) 0,193(3) 0,287(1) 0,110(2) 0,142(3) 0,407(3)
Eu 0,776(2) 0,224(2) 0,192(3) 0,192(3) 0,288(3) 0,114(3) 0,146(2) 0,400(2)
Gd 0,780(2) 0,220(2) 0,198(3) 0,198(3) 0,286(2) 0,110(2) 0,150(3) 0,401(3)
Ln
Кристалографiчнi характеристики
Перiоди кристалiчної
гратки, нм
Незалежнi
вiдбиття
Загальний
iзотропний
B-фактор, 10−2 нм2
Фактор
недостовiрностi, Rw
La a = 0,5810(1), c = 2,0723(5) 129 1,72(7) 0,069
Pr a = 0,5803(1), c = 2,0401(6) 127 1,93(5) 0,060
Nd a = 0,57967(8), c = 2,0290(3) 115 1,95(6) 0,061
Sm a = 0,57837(7), c = 2,0103(3) 127 0,70(3) 0,043
Eu a = 0,57823(8), c = 2,0013(3) 126 1,22(4) 0,048
Gd a = 0,5776(1), c = 1,9941(6) 127 0,39(3) 0,053
174 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №5
ScO6 з’єднанi тiльки вершинами, причому кожний октаедр ScO6 має п’ять спiльних вер-
шин з сумiжними октаедрами одного й того самого блока. В напрямi дiагоналi площини
XY сусiднi блоки змiщенi один вiдносно iншого на половину ребра перовськiтового куба
i чергуються один з одним (див. рис. 2).
Безпосереднiй зв’язок мiж октаедрами ScO6 сусiднiх перовськiтоподiбних блокiв у ШПС
BaLn2Sc2O7 вiдсутнiй. Блоки роздiленi шаром полiедрiв MeO9 i утримуються разом за до-
помогою зв’язкiв −O−Me−O−. З дев’яти атомiв кисню полiедра MeO9 вiсiм (чотири O(2),
два O(3), один О(4) та один О(5)) належать до того самого блока, що й атоми Ме, а один
атом кисню (O(2)) належить до сусiднього блока (див. рис. 3), причому довжина цього
мiжблочного зв’язку Me−O(2) (0,231(2)–0,207(1) нм найменша серед усiх зв’язкiв полiе-
дра MeO9 (див. табл. 2) i наближається до мiнiмально вiдомих вiдстаней Ln−O. Останнiй
факт вказує на неможливiсть знаходження значно бiльших, нiж РЗЕ, атомiв барiю в пози-
цiї 8j мiж перовськiтоподiбними блоками та на їх локалiзацiю лише в позицiї 4f у великих
внутрiшньоблочних пустотах перовськiтоподiбного блока. В цiй позицiї координацiйне чис-
ло атомiв барiю дорiвнює 12, а їх координацiйний полiедр є деформованим кубооктаедром
BaO12.
Таблиця 2. Основнi мiжатомнi вiдстанi в кристалiчних структурах BaLn2Sc2O7, нм
Ln Ba−2O(1) Ba−2O(5) Ba−4O(3) Ba−2O(4) Ba−2O(1) Ln−O(2)∗ Ln−O(5) Ln−O(4)
La 0,257(2) 0,301(2) 0,293(3) 0,323(1) 0,327(3) 0,231(2) 0,252(3) 0,255(2)
Pr 0,263(1) 0,289(3) 0,298(3) 0,329(2) 0,321(1) 0,221(2) 0,256(2) 0,250(3)
Nd 0,269(1) 0,279(2) 0,302(2) 0,340(3) 0,315(1) 0,213(2) 0,259(2) 0,250(3)
Sm 0,280(1) 0,270(1) 0,301(1) 0,357(1) 0,300(1) 0,213(3) 0,264(3) 0,241(2)
Eu 0,281(1) 0,280(2) 0,306(3) 0,362(2) 0,298(1) 0,214(3) 0,253(2) 0,239(2)
Gd 0,283(1) 0,274(1) 0,300(2) 0,370(3) 0,297(2) 0,207(1) 0,256(1) 0,233(2)
Ln Ln−2O(2) Ln−2O(3) Ln−2O(2) Sc−O(4) Sc−2O(3) Sc−O(1) Sc−O(5) Sc−O(2)
La 0,249(3) 0,268(2) 0,345(3) 0,209(3) 0,206(3) 0,207(3) 0,208(3) 0,240(2)
Pr 0,253(1) 0,261(3) 0,341(1) 0,192(4) 0,206(2) 0,208(1) 0,224(4) 0,237(2)
Nd 0,252(1) 0,258(2) 0,341(1) 0,203(2) 0,205(2) 0,213(2) 0,214(2) 0,230(2)
Sm 0,250(2) 0,256(3) 0,340(2) 0,213(2) 0,205(1) 0,210(1) 0,211(2) 0,225(3)
Eu 0,247(3) 0,252(2) 0,341(1) 0,214(1) 0,205(2) 0,211(1) 0,211(2) 0,221(2)
Gd 0,253(2) 0,256(3) 0,336(2) 0,211(2) 0,205(1) 0,216(2) 0,215(2) 0,217(3)
∗Мiжблочна вiдстань (О(2) — атом кисню октаедра ScO6 iз сусiднього перовськiтоподiбного блока).
Таблиця 3. Середнi мiжатомнi вiдстанi та ступiнь деформацiї полiедрiв MeOn (∆) у кристалiчнiй структурi
BaLn2Sc2O7
Ln
Полiедр
BaO12 LnO9 ScO6
Середня вiдстань
Ba−O, нм ∆ · 104 Середня вiдстань
Ln−O, нм ∆ · 104 Середня вiдстань
Sc−O, нм ∆ · 104
La 0,299 60 0,274 208 0,213 34
Pr 0,300 53 0,271 209 0,212 46
Nd 0,301 59 0,269 227 0,212 19
Sm 0,302 83 0,268 227 0,212 10
Eu 0,306 80 0,265 249 0,211 7
Gd 0,304 103 0,265 237 0,211 7
Пр и м i т ка . Розрахунок ступеня деформацiї октаедрiв MeOn у кристалiчнiй структурi BaLn2Sc2O7 про-
ведено за формулою: ∆ = 1/n
∑
[(Ri − R)/R]2 (Ri — вiдстань Me−O, R — середня вiдстань Me−O, n —
координацiйне число) [8].
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №5 175
Рис. 3. Будова мiжблочної границi в шаруватiй перовськiтоподiбнiй структурi BaPr2Sc2O7 (пр. гр.
P42/mnm)
Аналiз заселення кристалографiчних позицiй 4f й 8j атомами барiю та РЗЕ у ШПС скан-
датiв BaLn2Sc2O7 проведений нами також шляхом розрахунку величини сум валентностей
зв’язкiв (СВЗ) цих атомiв у полiедрах MeO9 та MeO12. Валентнiсть зв’язку (s) визначали
за формулою [9]:
s = exp
(
R0 − R
B
)
,
де R0 — табульована величина довжини одновалентного зв’язку, нм; R — експериментальна
величина довжини зв’язку, нм, а B — табульована величина дисперсiї довжин зв’язку, яку
використовували при знаходженнi R0, дорiвнює 0,037 нм. Суми валентностей зв’язкiв (СВЗ)
розраховували, пiдсумовуючи значення валентностi всiх зв’язкiв: Σs · n, де n — кiлькiсть
зв’язкiв даного типу. Розрахованi величини СВЗ для атомiв барiю i РЗЕ у полiедрах MeO12
(позицiя 4f) та MeO9 (позицiя 8j) показанi в табл. 4. Як видно з даних таблицi, на вiдмiну
вiд наведеного розташування атомiв барiю в позицiї 4f, а атомiв РЗЕ у позицiї 8j, величини
СВЗ атомiв барiю та РЗЕ у гiпотетичних полiедрах BaO9 й LnO12 значно вiдрiзняються
вiд їх хiмiчних валентностей.
Отже, на пiдставi цих даних можна стверджувати про повнiстю упорядкований характер
розподiлу атомiв барiю та РЗЕ у ШПС BaLn2Sc2O7 iз локалiзацiєю атомiв барiю лише у вну-
Таблиця 4. Розрахованi величини сум валентностей зв’язкiв для атомiв барiю та РЗЕ у полiедрах MeOn
ШПС BaLn2Sc2O7
Ln R0, нм
СВЗ
Позицiя 4f (полiедр) Позицiя 8j (полiедр)
BaO12 LnO12 BaO9 LnO9
La 0,2172 2,20 1,62 3,88 2,86
Pr 0,2138 2,08 1,40 4,21 2,83
Nd 0,2105 2,02 1,33 4,57 2,81
Sm 0,2088 2,06 1,21 4,78 2,81
Eu 0,2074 1,83 1,04 5,12 2,89
Gd 0,2065 1,98 1,09 5,24 2,89
Пр и м i т ка . Для зв’язку Ba−O величина R0 = 0,2285 нм [9].
176 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №5
трiшньоблочних пустотах перовськiтоподiбного блока, а атомiв РЗЕ — лише у полiедрах
LnO9. Аналогiчний розподiл атомiв барiю й РЗЕ має мiсце i в двошарових BaLn2In2O7 [7]
й BaLa2Fe2O7 [10] та зумовлений, очевидно, прагненням вiдносно менших атомiв РЗЕ за-
селяти меншi за розмiром полiедри MeO9.
Порiвняння мiжатомних вiдстаней Me−O i ступеня деформацiї (∆) полiедрiв MeOn
у кристалiчнiй структурi BaLn2Sc2O7 (Ln = La−Gd) (див. табл. 3) показало рiзний ха-
рактер їх залежностi вiд розмiру атома РЗЕ. Так, розмiри найбiльш деформованих у ШПС
полiедрiв LnO9 очiкувано зменшуються iз зменшенням iонного радiуса РЗЕ, а ступенi їх
деформацiї при цьому збiльшуються. Слiд зазначити, що з дев’яти атомiв кисню полiед-
ра LnO9 два атоми О(2) розташованi на значно бiльших вiдстанях (0,336(2)–0,345(3) нм
(див. табл. 2)) вiд атома РЗЕ, нiж решта, тому (з урахуванням наявностi одного дуже
короткого мiжблочного зв’язку Ln−O(2)) координацiйне число атомiв РЗЕ можна розгля-
дати як 1 + 6 + 2.
Внутрiшньоблочнi кубооктаедри BaO12 значно меншою мiрою деформованi, нiж зов-
нiшньоблочнi полiедри LnO9, якi “зшивають” сусiднi перовськiтоподiбнi блоки. Як ступiнь
деформацiї полiедрiв BaO12, так i середня вiдстань Ba−O збiльшуються iз зростанням по-
рядкового номера РЗЕ, причому основний внесок у зростання (Ba−O)сер. зумовлює збiль-
шення вiдстаней Ba−2O(4). Цi вiдстанi зростають настiльки (майже на 0,05 нм вiд La до
Gd), що для кiнцевих членiв ряду шаруватих скандатiв BaLn2Sc2O7 координацiйне число
атомiв барiю можна iнтерпретувати як 10 ± 2.
Зi зменшенням розмiру атома РЗЕ ступiнь деформацiї октаедрiв ScO6 зменшується
в кiлька разiв, причому зменшення ступеня деформацiї найбiльшою мiрою зумовлене скоро-
ченням найдовшої аксiальної вiдстанi Sc — О (2), яка є продовженням мiжблочної вiдстанi
Ln−O(2) (див. табл. 3). Однак, як середня довжина зв’язкiв Sc−O, так i ступiнь дефор-
мацiї октаедрiв ScO6 у ШПС усiх сполук BaLn2Sc2O7 бiльшi вiдповiдних значень у триви-
мiрних перовськiтах LnScO3 [6]. Слiд вiдзначити, що в рядах синтезованих нами скандатiв
BaLn2Sc2O7 та вiдомих двошарових феритiв BaLn2Fe2O7 [11] границя морфотропного пе-
реходу ШПС не залежить вiд типу атомiв В — позицiї ШПС, а сам перехiд вiдбувається
в обох випадках при Ln=Tb. Це вказує на те, що дестабiлiзацiя ШПС у ряду сполук типу
BaLn2B
III
2 O7 зумовлена особливостями будови мiжблочного шару полiедрiв LnO9.
Таким чином, зафiксованi змiни в будовi ШПС у ряду скандатiв BaLn2Sc2O7 (Ln =
= La−Gd) дають пiдстави для припущення, що одними з основних причин морфотропно-
го переходу ШПС скандатiв BaLn2Sc2O7 при Ln=Tb є руйнування мiжблочної “зшивки”
з шару полiедрiв LnO9 внаслiдок зростання їх деформованостi та зменшення мiжблочної
вiдстанi Ln−O, яке наближає двовимiрну будову ШПС до тривимiрної, термодинамiчно
значно стабiльнiшої структури перовськiту. Зазначене припущення пiдтверджується утво-
реням фази на основi LnScO3 зi структурою типу перовськiту в зразках валового складу
BaLn2Sc2O7 з Ln = Tb, Dy.
1. Александров К.С., Безносиков Б. В. Перовскиты. Настоящее и будущее. – Новосибирск: Изд-во СО
РАН, 2004. – 231 с.
2. Kim I.-S., Kawaji H., Itoh M., Nakamura T. Structural and dielectric studies on the new series of layered
compounds, strontium lanthanum scandium oxides // Mater. Res. Bull. – 1992. – 27, No 10. – P. 1193–1203.
3. Patel R., Simon C., Weller M.T. LnSrScO4 (Ln = La, Ce, Pr, Nd and Sm) systems and structure correlati-
ons for A2BO4 (K2NiF4) structure types // J. Solid. State Chem. – 2007. – 180, No 1. – P. 349–359.
4. Маркiв В.Я., Бєлявiна Н.М. Апаратно-програмний комплекс для дослiдження полiкристалiчних ре-
човин за їх дифракцiйними спектрами // Тез. доп. II Мiжнар. конф. “КФМ 97”. – Львiв, 1997. –
С. 260–261.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №5 177
5. Леонов А.П., Стефанович С.Ю. Развитие метода ГВГ для выявления и изучения нецентросимме-
тричных фаз на поликристаллических образцах // Получение и применение сегнетоматериалов в
народном хозяйстве. – Москва: Изд-во МДНТП, 1984. – С. 21–36.
6. Liferovich R. P., Mitchell R. H. A structural study of ternary lanthanide orthoscandate perovskites //
J. Solid. State Chem. – 2004. – 177. – P. 2188–2197.
7. Caldes M., Michel C., Rouillon T. et al. Novel indates Ln2BaIn2O7, n = 2 members of Ruddlesden –
Popper family (Ln = La, Nd) // J. Mater. Chemistry. – 2002. – 12, No 3. – P. 473–476.
8. Shannon R.D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and
halcogenides // Acta Crystal. – 1976. – A32, No 5. – P. 751–767.
9. Brown I.D., Altermatt D. Bond-valence parameters obtained from a systematic analysis of the inorganic
crystal structure database // Ibid. – 1985. – B41, No 4. – P. 244–247.
10. Samaras D., Collomb A., Joubert J. C. Determination des structures de deux ferrites mixtes nouveaux de
formule BaLa2Fe2O7 et SrTb2Fe2O7 // J. Solid State Chem. – 1973. – 7, No 3. – P. 337–348.
11. Joubert J. C., Samaras D., Collomb A. et al. Sur quelques nouveaux oxydes mixtes de formule BaLn2Fe2O7
et SrLn2Fe2O7 // Mater. Res. Bull. – 1971. – 6, No 5. – P. 341–344.
Надiйшло до редакцiї 03.09.2008Київський нацiональний унiверситет
iм. Тараса Шевченка
Yu.O. Titov, N.M. Belyavina, V. Ya. Markiv, Corresponding Member of the NAS
of Ukraine M.S. Slobodyanik, Ya. A. Krayevska, V. P. Yaschuk, V.V. Chumak
Synthesis and crystal structure of BaLn2Sc2O7
The scandates BaLn2Sc2O7 (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd) have been synthesized, and their
crystal layer perovskite-like structures (LPS) are determined by X-ray powder diffraction. The
peculiarities of two-slab LPS of BaLn2Sc2O7 (Ln = La−Gd) have been analyzed, and the factors
that promote the morphotropic transition of LPS have been discovered.
178 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №5
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-8529 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-01T08:12:51Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Марків, В.Я. Слободяник, М.С. Краєвська, Я.А. Ящук, В.П. Чумак, В.В. 2010-06-07T15:45:26Z 2010-06-07T15:45:26Z 2009 Синтез та визначення кристалічної структури BaLn2Sc2O7 / Ю.О. Тiтов, Н.М. Бiлявина, В.Я. Маркiв, М.С. Слободяник, Я.А. Краєвська, В.П. Ящук, В.В. Чумак // Доп. НАН України. — 2009. — № 5. — С. 172-178. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8529 548.312.3 Синтезовано скандати BaLn2Sc2O7 (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd), методом рентгенiвської дифракцiї на порошках визначено їх кристалiчнi шаруватi перовськiтоподiбнi структури (ШПС). Проаналiзовано особливостi будови двошарової ШПС BaLn2Sc2O7 (Ln = La−Gd) та виявлено фактори, що сприяють морфотропному переходу ШПС. The scandates BaLn2Sc2O7 (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd) have been synthesized, and their crystal layer perovskite-like structures (LPS) are determined by X-ray powder diffraction. The peculiarities of two-slab LPS of BaLn2Sc2O7 (Ln = La−Gd) have been analyzed, and the factors that promote the morphotropic transition of LPS have been discovered. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Хімія Синтез та визначення кристалічної структури BaLn2Sc2O7 Synthesis and crystal structure of BaLn2Sc2O7 Article published earlier |
| spellingShingle | Синтез та визначення кристалічної структури BaLn2Sc2O7 Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Марків, В.Я. Слободяник, М.С. Краєвська, Я.А. Ящук, В.П. Чумак, В.В. Хімія |
| title | Синтез та визначення кристалічної структури BaLn2Sc2O7 |
| title_alt | Synthesis and crystal structure of BaLn2Sc2O7 |
| title_full | Синтез та визначення кристалічної структури BaLn2Sc2O7 |
| title_fullStr | Синтез та визначення кристалічної структури BaLn2Sc2O7 |
| title_full_unstemmed | Синтез та визначення кристалічної структури BaLn2Sc2O7 |
| title_short | Синтез та визначення кристалічної структури BaLn2Sc2O7 |
| title_sort | синтез та визначення кристалічної структури baln2sc2o7 |
| topic | Хімія |
| topic_facet | Хімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8529 |
| work_keys_str_mv | AT títovûo sinteztaviznačennâkristalíčnoístrukturibaln2sc2o7 AT bílâvinanm sinteztaviznačennâkristalíčnoístrukturibaln2sc2o7 AT markívvâ sinteztaviznačennâkristalíčnoístrukturibaln2sc2o7 AT slobodânikms sinteztaviznačennâkristalíčnoístrukturibaln2sc2o7 AT kraêvsʹkaâa sinteztaviznačennâkristalíčnoístrukturibaln2sc2o7 AT âŝukvp sinteztaviznačennâkristalíčnoístrukturibaln2sc2o7 AT čumakvv sinteztaviznačennâkristalíčnoístrukturibaln2sc2o7 AT títovûo synthesisandcrystalstructureofbaln2sc2o7 AT bílâvinanm synthesisandcrystalstructureofbaln2sc2o7 AT markívvâ synthesisandcrystalstructureofbaln2sc2o7 AT slobodânikms synthesisandcrystalstructureofbaln2sc2o7 AT kraêvsʹkaâa synthesisandcrystalstructureofbaln2sc2o7 AT âŝukvp synthesisandcrystalstructureofbaln2sc2o7 AT čumakvv synthesisandcrystalstructureofbaln2sc2o7 |