SYNTHESIS OF COMPOUND OXIDES OF LANTHANUM AND 3-d METALS (Co, Ni, Cu) AND THEIR HETEROMETALLIC COMPLEXES WITH SUCCINIC ACID AND PYRIDINE
The work presents studies on the synthesis of new heterometallic complexes of La(III) and Co(II), Ni(II), Cu(II) with succinic acid and pyridine (Py). Mixed-ligand, heterometallic coordination compounds of the general composition [М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (МІІ=Со, Ni, Cu) were obtained. Their therma...
Saved in:
| Date: | 2025 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
2025
|
| Online Access: | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/752 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Ukrainian Chemistry Journal |
| Download file: |  |
Institution
Ukrainian Chemistry Journal| _version_ | 1871466174354554880 |
|---|---|
| author | Zheleznova, Lidia Sliusarchuk, Liudmyla Kuleshov , Serhii Trunova, Olena |
| author_facet | Zheleznova, Lidia Sliusarchuk, Liudmyla Kuleshov , Serhii Trunova, Olena |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Lidia Zheleznova",
"institution": "V. I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, 32\/34, Academic Palladin Avenue, Kyiv, 03142, Ukraine"
},
{
"author": "Liudmyla Sliusarchuk",
"institution": "V. I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, 32\/34, Academic Palladin Avenue, Kyiv, 03142, Ukraine"
},
{
"author": "Serhii Kuleshov ",
"institution": "V. I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, 32\/34, Academic Palladin Avenue, Kyiv, 03142, Ukraine"
},
{
"author": "Olena Trunova",
"institution": "V. I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, 32\/34, Academic Palladin Avenue, Kyiv, 03142, Ukraine"
}
] |
| author_sort | Zheleznova, Lidia |
| baseUrl_str | https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T08:23:56Z |
| description | The work presents studies on the synthesis of new heterometallic complexes of La(III) and Co(II), Ni(II), Cu(II) with succinic acid and pyridine (Py). Mixed-ligand, heterometallic coordination compounds of the general composition [М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (МІІ=Со, Ni, Cu) were obtained. Their thermal properties were studied and the ability of heterocomplexes to form complex oxides was determined. The complexes were characterized using elemental analysis and thermogravimetric method. Assessment of their thermal stability showed that the thermal decomposition of the synthesized heterocomplexes proceeds in stages and has a multistage nature. Their thermolysis proceeds through the stages of elimination of water molecules (100–220°C), then pyridine (185–310°C), which is accompanied by exothermic effects on the DTA curves, and to the complete thermal decomposition of heterometallic coordination compounds. In the temperature range from 260°C to 700°C, intensive decomposition of complexes occurs, due to the destruction of the organic part, which is accompanied by exothermic effects. During the thermolysis of heterocomplexes at 800°C, 900°C, 1000°C, oxide powders were obtained. Their composition was controlled by X-ray phase analysis. Phase identification was carried out by comparing experimental diffraction patterns with the ICDD PDF-2 databases. It is shown that the compounds [М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (M=Co, Cu) decompose at a temperature of 900°С mainly to complex oxides LaСоО3 and La2СuО4 with small impurities of La(OH)3 and non-stoichiometric cupric oxide CuxO, respectively. The thermal destruction of the complex [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О is accompanied by the formation of the dominant phase of lanthanum nickelates La2NiО4 and LaNiO3, and a small content of NiO and La(OH)3 oxides as side phases was also found. Thus, the heterometallic complexes Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О and  [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2Оcan be used as precursors to obtain complex oxides – cobaltate, nickelate, or lanthanum cuprate with lower energy costs than in solid-phase synthesis. |
| doi_str_mv | 10.33609/2708-129X.91.10.2025.3-15 |
| first_indexed | 2026-03-12T15:49:40Z |
| format | Article |
| fulltext |
3
УДК 541.49:546.(654+732+742+562):543.442.3+543.57 doi: 10.33609/2708-129X.91.10.2025.3-15
СИНТЕЗ СКЛАДНИХ ОКСИДІВ ЛАНТАНУ І 3d-МЕТАЛІВ (Co, Ni, Cu)
ТА ЇХНІХ ГЕТЕРОМЕТАЛІЧНИХ КОМПЛЕКСІВ ІЗ СУКЦИНОВОЮ
КИСЛОТОЮ ТА ПІРИДИНОМ
Л. І. Железнова, Л. І. Слюсарчук*, О. К. Трунова, С. В. Кулешов
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В. І. Вернадського НАН України,
просп. Академіка Палладіна, 32/34, Київ 03142, Україна
e-mail: l.sliusarchuk@yahoo.com
У роботі представлено дослідження із синтезу нових гетерометалічних комплек-
сів La(III) і Co(II), Ni(II), Cu(II) з бурштиновою кислотою та піридином (Py). Одержано
змішані лігандні, гетерометалічні координаційні сполуки [Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О,
[Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, та [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О.
Проведено вивчення їхніх термічних властивостей та визначення здатності гетерокомп-
лексів утворювати складні оксиди. Комплекси охарактеризовано за допомогою елементно-
го аналізу та термогравіметричного методу. Оцінка їхньої термічної стійкості показала, що
термічне розкладання синтезованих гетерокомплексів проходить постадійно і має багато-
ступінчастий характер. Їхній термоліз протікає через стадії відщеплення спочатку молекул
води (100–220°C), потім піридину (185–310°C), що супроводжується екзотермічними ефек-
тами на кривих DТА, і до повного термічного розкладання гетерометалічних координацій-
них сполук. В області температур від 260°С до 700°С відбувається інтенсивне розкладання
комплексів, зумовлений руйнуванням органічної частини, що супроводжується екзотерміч-
ними ефектами. При термолізі гетерокомплексів за 800°С, 900°С, 1000°С одержано порошки
оксидів. Контроль їхнього складу проведено за допомогою рентгенофазового аналізу. Іден-
тифікацію фаз проводили шляхом порівняння експериментальних дифракційних картин із
базами даних ICDD PDF-2. Показано, що сполуки [М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (M=Co, Cu) за
температури 900°С розкладаються в основному до складних оксидів LаСоО3 та La2СuО4
з невеликими домішками La(OH)3 і нестехіометричного оксиду купруму CuxO відповід-
но. Термодеструкція комплексу [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О супроводжується утворенням
домінуючої фази нікелатів лантану La2NiО4 та LaNiO3, також виявлено незначний вміст
оксиду NiO і La(OH)3 як побічних фаз.
Таким чином, гетерометалічні комплекси [Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, [Ni2La2(C4Н4O4)5·
·4Py]·4Н2О та [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О можна використовувати як прекурсори для от-
римання складних оксидів – кобальтату, нікелату чи купрату лантану з меншими енерге-
тичними витратами, ніж у твердофазному синтезі.
Ключові слова: лантан, кобальт, нікель, мідь, сукцинова кислота, піридин, складний
оксид.
4 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2025
СИНТЕЗ СКЛАДНИХ ОКСИДІВ ЛАНТАНУ І 3d-МЕТАЛІВ (Co, Ni, Cu) ТА ЇХНІХ ГЕТЕРОМЕТАЛІЧНИХ КОМПЛЕКСІВ
ІЗ СУКЦИНОВОЮ КИСЛОТОЮ ТА ПІРИДИНОМНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
ВСТУП. Існує багато методів отримання
оксидів металів, які мають переваги і недо-
ліки. Ці недоліки стають особливо поміт-
ними при переході від простих оксидів до
складних оксидів металів. Існують декілька
методів отримання складних оксидів.
Твердофазний метод синтезу складних
оксидів (із відомим елементним складом)
полягає в механічному змішуванні реа-
гентів. Зазвичай вихідними реагентами є
прості оксиди, гідроксиди або карбонати
катіонутворювачів, котрі входять у цільо-
вий продукт. Нерідко використовують й
інші солі, які розкладаються при нагріван-
ні: ацетати, нітрати, сульфати, з подальшим
термічним обробленням суміші реагентів.
Основною перевагою методу є його про-
стота, а недоліком – значна неоднорідність
вихідної суміші.
Метод співосадження нерозчинних со-
лей. Співосадження катіонів великої кіль-
кості перехідних елементів (Mn, Fe, Co, Ni,
Cu, Zn), рідкоземельних елементів, Mg, Pb,
лужноземельних елементів можна прово-
дити з використанням оксалат-іону (у ви-
гляді Н2С2O4 або (NH4)2C2O4). Широке за-
стосування також має метод співосадження
середніх карбонатів і трохи менше – гід-
роксидів Після температурного оброблення
суміші нерозчинних солей можна отримати
однофазний продукт із вузьким розподілом
частинок за розмірами. Процес осадження
нерозчинних солей залежить від рН роз-
чину, концентрації, атмосфери, швидкості
перемішування та багатьох інших факторів,
узгодити які для компонентів, які мають
різну хімічну природу, досить складно [1].
Піроліз аерозолів. При використанні
цього методу за ультразвукової пульвери-
зації розчин суміші солей перетворюється
на аерозоль, який з потоком газу-носія пе-
реноситься в гарячу зону, де і відбувається
його миттєве розкладання з утворенням
сольової або оксидної (залежно від темпе-
ратури газового потоку) суміші у формі
агломератів мікронного розміру [2, 3].
Золь-гель-метод. Як вихідні реагенти за
синтезу складних оксидів цим методом ви-
користовують водні розчини нітратів мета-
лів, які змішують у необхідному співвідно-
шенні. В отриманий розчин додають орга-
нічну сполуку (лимонна, винна, амінооцто-
ва, етилендіамінтетраоцтова кислоти), яка
утворює металокомплекси. Після цього в
систему додають багатоатомний спирт (як
правило, етиленгліколь). Розчин упарюють
до утворення полімерного гелю, який під-
дають термообробленню. При розкладанні
полімеру утворюється порошок складного
складу [4].
Кріохімічний метод заснований на по-
єднанні низько- та високотемпературних
впливів [5, 6]. Гідротермально-мікрохви-
льовий метод полягає в отриманні матеріа-
лів із використанням мікрохвильової дії на
хімічні реакції, що протікають у гідротер-
мальних умовах [7, 8]. Використовують та-
кож метод самопоширюваного високотем-
пературного синтезу [9].
Метод термодеструкції металовмісних
сполук в олії засновано на використанні
технології створення нанореакторів при
краплинному введенні розчинів прекурсо-
рів у розчин (розплав) полімерної матриці
[10].
Серед методів отримання оксидних ма-
теріалів окремо можна виокремити методи
отримання оксидів із парів або розчинів
молекулярних прекурсорів – металорга-
нічних сполук. Інтенсивні дослідження в
5https://ucj.org.ua
Л. І. Железнова, Л. І. Слюсарчук, О. К. Трунова, С. В. Кулешов УХЖ № 10 / ТОМ 91
галузі синтезу та характеристики гетероме-
талічних комплексів (ГМК) з органічними
лігандами дозволили розглядати та вико-
ристовувати їх як індивідуальні прекурсо-
ри складнооксидних матеріалів. Для отри-
мання складних оксидів оптимальними є
методи термодеструкції гетерометалічних
прекурсорів, при цьому отримують мате-
ріали з високим ступенем однорідності фа-
зового складу та контрольованим мольним
співвідношенням металів.
Можна констатувати, що інтерес до ви-
вчення гетерокомплексів 3d- та 4f-елемен-
тів залишається у полі інтересів багатьох
дослідників завдяки різноманітності їхніх
властивостей, що дозволяє застосовувати
їх у різних галузях народного господарства
[11–13].
Одним із напрямків наукових дослі-
джень є використання гетерокомплексів
3d/4f-металів як гетерометалічних прекур-
сорів для отримання складних оксидів зі
структурою перовськіту або шпинелі. На
відміну від традиційних методів отриман-
ня складних оксидів, термоліз полігетеро-
ядерних комплексів дозволяє знижувати
енергетичні витрати, встановлювати спів-
відношення іонів металів, регулювати роз-
міри частинок оксидів, що є важливим для
сучасного розвитку нанотехнологій.
Метою зазначеної роботи є синтез гете-
рометалічних сукцинатних комплексів лан-
тану з 3d-металами (кобальт, нікель, мідь)
за присутності піридину, дослідження їхніх
термічних властивостей і аналіз продуктів
термолізу комплексів при отриманні склад-
них оксидів методом РФА.
ЕКСПЕРИМЕНТ І ОБГОВОРЕННЯ РЕ-
ЗУЛЬТАТІВ. Для синтезу гетерометалічних
комплексів Co(II), Ni(II), Cu(II) з La(III) та
сукциновою кислотою за присутності піри-
дину було використано нітрати відповід-
них елементів La(NO3)3·6Н2О, Co(NO3)2·-
6Н2О Ni(NO3)2·6Н2О, Cu(NO3)2·6Н2О марки
«х. ч.», сукцинова кислота марки «ч. д. а.»,
піридин. Розчини солей необхідної концен-
трації готували за точно взятої наважки.
Координаційні сполуки синтезували у вод-
но-спиртових розчинах.
Для дослідження складу одержаних про-
дуктів було використано елементний ана-
ліз. Вміст металів у комплексах визначали
методом адсорбційної спектроскопії на
атомно-абсорбційному спектрофотометрі
фірми Perkin Elmer-200. Вміст карбону, гід-
рогену, нітрогену визначали методом еле-
ментного мікроаналізу на С, H, N аналіза-
торі Perkin Elmer-2400.
Термогравіметричні виміри проводили
на дериватографі Q-1500D системи F.Pau
lik, J. Paulik, L. Erdey в інтервалі темпера
тур 20–700°С зі швидкістю нагріву 5°С/хв.
Нагрівання зразків гетерометалічних
комплексів здійснювали у муфельній печі
за температур 800°, 900° і 1000° С упродовж
3 годин.
Дослідження фазового складу сполук,
одержаних у процесі термолізу гетероме-
талічних прекурсорів, проведено за допо-
могою рентгенофазового аналізу (РФА) на
дифрактометрі «ДРОН–3М» із СuКα-ви-
проміненням (λ=1.54187Å) методом поро-
шку, з комп’ютерною реєстрацією вихідно-
го сигналу. Зйомку рентгенограм здійсню-
вали за нормальних умов, з фокусуванням
за схемою Брега – Брентано в інтервалі
кутів 10–90° із кроком 0,05° та експозиці-
єю 3 с. Сила струму аноду рентгенівської
трубки становила 20 мА, напруга – 30 кВ.
Похибка приладу складала 0,01%.
6 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2025
СИНТЕЗ СКЛАДНИХ ОКСИДІВ ЛАНТАНУ І 3d-МЕТАЛІВ (Co, Ni, Cu) ТА ЇХНІХ ГЕТЕРОМЕТАЛІЧНИХ КОМПЛЕКСІВ
ІЗ СУКЦИНОВОЮ КИСЛОТОЮ ТА ПІРИДИНОМНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
Ідентифікацію фазового складу про-
дуктів синтезу здійснювали за допомо-
гою комп’ютерного забезпечення «Match!
Crystal Impact ver. 3.3» [14] з базою даних
«ICDD PDF–2».
Синтез комплексів проводили за на-
ступними методиками.
Синтез [Со(С4Н4О4)·2Ру]·2H2O прово
дили шляхом змішування еквімоляр-
них теплих розчинів нітрату кобальту
та сукцинату натрію з концентраціями
0,15 моль/л кожного за присутності піри-
дину при рН=5.5. Розчин витримували на
водяній бані за температури 60°С протя-
гом 45 хв. Осад цегляно-червоного кольору
[Со(С4Н4О4)·2Ру]·2H2O залишали на добу,
відфільтровували та висушували до по-
стійної маси за кімнатної температури. Ви-
хід продукту становив: 44% .
Аналогічно проведено синтези комплек-
сів [Ni(С4Н4О4)·2Ру]·2H2O та [Сu(С4Н4О4)·
·2Ру]·2H2O. Вихід продуктів становив 48% і
67% відповідно.
Синтез [La2(С4Н4О4)3]·5Н2О. До теплого
водного розчину солі нітрату лантану до-
давали водний розчин сукцинату натрію за
еквімолярного співвідношення компонен-
тів (рН~5). Отриманий розчин витриму-
вали на водяній бані за температури 60°С
протягом однієї години. Осад білого кольо-
ру, який випадав, залишали на добу, від-
фільтровували та висушували до постійної
маси за кімнатної температури. Вихід про-
дукту [Lа2(С4Н4О4)3]·5H2O становив 63%.
Синтез [Сo2Lа2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О.
До 10 мл теплих (t=50°С) розчинів
Co(NO3)2·6Н2О і Lа(NO3)3·6Н2О з концен-
траціями 0,15 моль/л кожного при пере-
мішуванні підливали 25 мл етанольного
розчину піридину (С=0,15 моль/л) і 25 мл
теплого розчину сукцинатної кислоти
(С=0,15 моль/л). Контролювали рН роз-
чину (рН~5) додаванням 10% розчину
NH4OH. Осад блідо-помаранчевого кольо-
ру, який випадав, залишали на добу, філь-
трували і висушували до постійної маси
за кімнатної температури. Вихід продукту
становив 45%.
Аналогічно проведено синтези комп-
лексів [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О та
[Сu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О. Вихід продук-
тів становив 49% для [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·
·4Н2О і 42% для [Сu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О.
Результати хімічного аналізу гетеро-
і монокомплексів Сo(II) Nd(III) Cu(II) і
La(III) з сукциновою кислотою і піридином
наведено нижче.
Для [Со(С4Н4О4)·2Ру]·2H2O,
(C14CoH18N2O6) (368.90 г/моль) знайде-
но (розраховано) (%): Со- 15.94 (15.96),
С- 45.52 (45.54), Н- 4.85 (4.87), N- 7.56 (7.59).
Для [Ni(С4Н4О4)·2Ру]·2H2O,
(C14H18N2NiO6) (368.70 г/моль) знайде-
но (розраховано) (%): Ni- 15.90 (15.92),
С- 45.53 (45.56), Н- 4.86 (4.88), N- 7.58 (7.59).
Для [Сu(С4Н4О4)·2Ру]·2H2O,
(C14CuH18N2O6) (373.50 г/моль) знайде-
но (розраховано) (%): Сu- 16.98 (17.00),
С- 45.01 (44.97), Н- 4.80 (4.82), N- 7.47 (7.49).
Для La2(С4Н4О4)3]·5Н2О (C12H22La2O17)
(716.00 г/моль) знайдено (розрахова-
но) (%): La- 38.85 (38.83), С- 20.08 (20.11),
Н- 3.08 (3.07).
Для [Сo2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О,
(C40Co2H48La2N4O24) (1363.80 г/моль) знай-
дено (розраховано) (%): La- 20.39 (20.38),
Со- 8.60 (8.64), С- 35.15 (35.19), Н- 3.50
(3.52), N- 3.08 (4.10).
Для [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О,
(C40H48La2N4Ni2O24) (1363.40 г/моль) знай-
7https://ucj.org.ua
Л. І. Железнова, Л. І. Слюсарчук, О. К. Трунова, С. В. Кулешов УХЖ № 10 / ТОМ 91
дено (розраховано) (%): La- 20.38 (20.39),
Ni- 8.60 (8.61), С- 35.22 (35.20), Н- 3.53 (3.52),
N- 4.13 (4.11).
Для [Сu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О,
(C40Cu2H48La2N4O24) (1373.00 г/моль) знай-
дено (розраховано) (%): La- 20.29 (20.25),
Сu- 9.20 (9.24), С- 34.95 (34.96), Н- 3.47
(3.49), N- 4.08 (4.07).
Із метою визначення кінцевих продук-
тів розкладання синтезованих гетероме-
талічних комплексів та перебігу їхньої
термодеструкції було проведено диферен-
ціальний термічний та рентгенофазовий
аналізи. Термодеструкцію гетерокомплек-
сів та для порівняння відповідних моно-
комплексів вивчали з використанням ме-
тоду термогравіметрії у повітряній атмос-
фері (рис.1).
Термічний розклад синтезованих гете-
ро- и монокомплексів проходить поста-
дійно і має багатоступінчастий характер
(табл.1, 2).
Рис. 1. – Дериватограми комплексів [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (1), [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О
(2), [Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (3)
Fig. 1. – Derivative diagrams of complexes Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (1), [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О
(2), [Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (3).
Для [Сu(С4Н4О4)·2Ру]·2H2O, (C14CuH18N2O6) (373.50 г/моль) знайдено (розраховано)
(%): Сu- 16.98 (17.00), С- 45.01 (44.97), Н- 4.80 (4.82), N- 7.47 (7.49).
Для La2(С4Н4О4)3]·5Н2О (C12H22La2O17) (716.00 г/моль) знайдено (розраховано) (%): La-
38.85 (38.83), С- 20.08 (20.11), Н- 3.08 (3.07).
Для [Сo2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, (C40Co2H48La2N4O24) (1363.80 г/моль) знайдено
(розраховано) (%): La- 20.39 (20.38), Со- 8.60 (8.64), С- 35.15 (35.19), Н- 3.50 (3.52), N- 3.08
(4.10).
Для [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, (C40H48La2N4Ni2O24) (1363.40 г/моль) знайдено
(розраховано) (%): La- 20.38 (20.39), Ni- 8.60 (8.61), С- 35.22 (35.20), Н- 3.53 (3.52), N- 4.13
(4.11).
Для [Сu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, (C40Cu2H48La2N4O24) (1373.00 г/моль) знайдено
(розраховано) (%): La- 20.29 (20.25), Сu- 9.20 (9.24), С- 34.95 (34.96), Н- 3.47 (3.49), N- 4.08
(4.07).
Із метою визначення кінцевих продуктів розкладання синтезованих гетерометалічних
комплексів та перебігу їхньої термодеструкції було проведено диференціальний термічний та
рентгенофазовий аналізи. Термодеструкцію гетерокомплексів та для порівняння відповідних
монокомплексів вивчали з використанням методу термогравіметрії у повітряній атмосфері
(рис.1).
Рис. 1. – Дериватограми комплексів [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (1), [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (2),
[Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (3)
Fig. 1. – Derivative diagrams of complexes Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (1), [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О
(2), [Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (3).
Термічний розклад синтезованих гетеро- и монокомплексів проходить постадійно і має
багатоступінчастий характер (табл.1, 2).
Табл.1
Термічна стійкість координаційних сполук [М(C4Н4O4)·2Py]·2Н2О (М = Co, Ni, Cu),
[La2(C4Н4O4)3]·5Н2О
Table 1.
Thermal stability of coordination compounds М(C4Н4O4)·2Py]·2Н2О (М = Co, Ni, Cu),
[La2(C4Н4O4)3]·5Н2О.
Комплексна сполука
процес, °С
десольватація розкладання
H2O Py t, °C знай- розра-
8 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2025
СИНТЕЗ СКЛАДНИХ ОКСИДІВ ЛАНТАНУ І 3d-МЕТАЛІВ (Co, Ni, Cu) ТА ЇХНІХ ГЕТЕРОМЕТАЛІЧНИХ КОМПЛЕКСІВ
ІЗ СУКЦИНОВОЮ КИСЛОТОЮ ТА ПІРИДИНОМНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
Табл.1
Термічна стійкість координаційних сполук [М(C4Н4O4)·2Py]·2Н2О (М = Co, Ni, Cu),
[La2(C4Н4O4)3]·5Н2О
Table 1.
Thermal stability of coordination compounds М(C4Н4O4)·2Py]·2Н2О (М = Co, Ni, Cu),
[La2(C4Н4O4)3]·5Н2О.
Комплексна сполука
процес, °С
десольватація розкладання
H2O Py
t, °C
знайд.
%
розрах.
%t, °C
знайд.
%
розрах.
% t, °C
знайд.
%
розрах.
%
[Сo(C4Н4O4)·2Py]·2Н2О 145–230 10,0 9,7 230–400 41,9 42,8 400–520–800 22,2 23.0
[Ni(C4Н4O4)·2Py]·2Н2О 145–230 10,0 9,7 230–400 42,0 42,9 400–590–800 25,2 26.1
[Сu(C4Н4O4)·2Py]·2Н2О 145–230 10,0 9,6 230–400 41,6 42,3 400–520–800 25,0 26.2
[La2(C4Н4O4)3]·5Н2О 100–260 12,8 12,6 – – 440–750 41,8 42.0
Табл. 2
Термічна стійкість комплексів [М2La 2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (М=Co, Ni, Cu)
Table 2.
Thermal stability of complexes [М2La 2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (М= Co, Ni, Cu).
Комплексна сполука
процес, °С
десольватація розклад
H2O Py
t, °C
знайд.
%
розрах.
%t, °C
знайд.
%
розрах.
% t, °C
знайд
%
розрах.
%
[Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О 100–220 5,1 5,3 200–310 24,6 23,2 330–700 46,8 47.0
[Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О 100–185 5,5 5,10 185–260 26,56 25,39 260–600 41,6 42.3
[Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О 100–220 5,1 5,5 200–310 24,6 24,0 330–700 42,2 41.0
Із літературних джерел та наших дослі-
джень [15] відомо, що сукцинати піддають-
ся термолізу, розкладаючись до оксидів без
утворення проміжних карбонатів. Такий
характер розкладання можна порівняти з
процесом термолізу сукцинової кислоти,
яка при нагріванні розкладається з утво-
ренням сукцинового ангідриду та води.
Аналізуючи дериватограму комплек-
су [Сo(C4Н4O4)·2Py]·2Н2О, спочатку спо-
стерігаємо процес втрати молекул води,
який супроводжується ендотермічним
ефектом. Втрата маси становить 10%, що
відповідає 2 молям координованої води
(теоретично 9,7%). Подальшу втрату маси
пов’язано з відщепленням молекул піри-
9https://ucj.org.ua
Л. І. Железнова, Л. І. Слюсарчук, О. К. Трунова, С. В. Кулешов УХЖ № 10 / ТОМ 91
дину, після чого за температур, вищих за
400°С, починається інтенсивне розкла-
дання сукцинату кобальту [16]. Анало-
гічні процеси відбуваються при нагріван-
ні комплексів [Ni(C4Н4O4)·2Py]·2Н2О та
[Сu(C4Н4O4)·2Py]·2Н2О.
Термічна поведінка комплексу лантану
з сукциновою кислотою відрізняється від
розглянутих раніше. Аналізуючи дерива-
тограму комплексу [La2(C4Н4O4)3]·5Н2О,
можна відмітити, що дегідратація сукцина-
ту La(III) відбувається в дві стадії: спочат-
ку видаляється адсорбована вода, а потім
відщеплюються молекули води, що вхо-
дять до внутрішньої координаційної сфери
комплексу. Після втрати води (100–260°C)
безводний сукцинат лантану, на відміну від
сукцинату, наприклад, неодиму, розклада-
ється в декілька етапів. Спочатку утворю-
ється карбонат, який за подальшого нагрі-
вання (440–750°С) зазнає розкладання з
утворенням оксидів.
Аналіз дериватограм гетерометалічних
кобальт-, нікель-, мідь-вмісних сукцинатів
лантану показує, що їхній термоліз про-
тікає через стадії відщеплення спочатку
молекул води (100–220°C), потім піриди-
ну (185–310°C), що супроводжується ек-
зотермічними ефектами на кривих DТА,
і до повного термічного розкладання ге-
терометалічних координаційних сполук.
В області температур від 260°С до 700°С
відбувається інтенсивне розкладання
комплексів, зумовлений руйнуванням ор-
ганічної частини, що супроводжується ек-
зотермічними ефектами. Загальна втрата
маси вихідних зразків становить 76,50%
для [Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, 73,66% для
[Ni2La2(C4Н4O4)5·2Py]·4Н2О і 71,90% для
[Cu2La2(C4Н4O4)5·2Py]·4Н2О, що відповідає
повному розкладанню вихідних гетероме-
талічних сполук до складних оксидів.
Рентгенофазовий аналіз зразків, отрима-
них шляхом нагрівання комплексних сполук
[Сo2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О,
[Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О
і [Сu2La2(C4Н4O4)5· 4Py]·4Н2О, було про-
ведено для ідентифікації фазового складу
та кристалічних структур. Вимірювання
здійснювалися з використанням рентге-
нівської дифракції. Відпал гетерокомплек-
сів проводили в печі за температур 800°С,
900°С та 1000°С упродовж 3 год. При цьому
спостерігається утворення порошків чор-
ного кольору. Ідентифікацію фаз проводи-
ли шляхом порівняння експериментальних
дифракційних картин із базами даних ICDD
PDF-2. На рис. 2, 3, 4 наведено дифрактогра-
ми зразків, отриманих після нагрівання ге-
терокомплексів [М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О
(М = Со, Ni, Сu) за температури 900°С.
На дифрактограмі зразка, отрима-
ного шляхом нагрівання комплексу
[Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, зафіксова-
но наявність кількох висококристалічних
сполук: La2NiO4, La(OH)3, NiO та LaNiO3
[17]. La2NiO4 демонструє найінтенсивніші
піки, що відповідають картці 00-011-0557
(рис. 2).
Ця фаза кристалізується в тетраго-
нальній сингонії з просторовою групою
I4/mmm (139). У зразку також виявлено
достатньо високий вміст складного оксиду
LaNiO3, всі піки якого відповідають картці
00-033-0710. Ця фаза має кубічну син-
гонію та просторову групу Pm3m (221).
Присутність NiO (картка 00-044-1159)
ромбоедричної сингонії свідчить про на-
явність простого оксиду. Крім того, за-
фіксовано піки гексагонального La(OH)3
10 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2025
СИНТЕЗ СКЛАДНИХ ОКСИДІВ ЛАНТАНУ І 3d-МЕТАЛІВ (Co, Ni, Cu) ТА ЇХНІХ ГЕТЕРОМЕТАЛІЧНИХ КОМПЛЕКСІВ
ІЗ СУКЦИНОВОЮ КИСЛОТОЮ ТА ПІРИДИНОМНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
з параметрами комірки a=6.515(9) Å і
c=3.865(9) Å. Таким чином, склад зразка,
отриманого шляхом нагрівання комплексу
[Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, є багатофаз-
ним. Домінуючими фазами є La2NiO4 та
LaNiO3, тоді як La(OH)3 та NiO присутні як
побічні фази.
зумовлений руйнуванням органічної частини, що супроводжується екзотермічними ефектами.
Загальна втрата маси вихідних зразків становить 76,50% для [Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О,
73,66% для [Ni2La2(C4Н4O4)5·2Py]·4Н2О і 71,90% для [Cu2La2(C4Н4O4)5·2Py]·4Н2О, що
відповідає повному розкладанню вихідних гетерометалічних сполук до складних оксидів.
Рентгенофазовий аналіз зразків, отриманих шляхом нагрівання комплексних сполук
[Сo2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О і [Сu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, було
проведено для ідентифікації фазового складу та кристалічних структур. Вимірювання
здійснювалися з використанням рентгенівської дифракції. Відпал гетерокомплексів
проводили в печі за температур 800°С, 900°С та 1000°С упродовж 3 год. При цьому
спостерігається утворення порошків чорного кольору. Ідентифікацію фаз проводили шляхом
порівняння експериментальних дифракційних картин із базами даних ICDD PDF-2. На рис. 2,
3, 4 наведено дифрактограми зразків, отриманих після нагрівання гетерокомплексів
[М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (М = Со, Ni, Сu) за температури 900°С.
На дифрактограмі зразка, отриманого шляхом нагрівання комплексу
[Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, зафіксовано наявність кількох висококристалічних сполук:
La2NiO4, La(OH)3, NiO та LaNiO3 [17]. La2NiO4 демонструє найінтенсивніші піки, що
відповідають картці 00-011-0557 (рис. 2).
Рис. 2. Дифрактограма зразка, отриманого шляхом нагрівання [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О за
температури 900°С
Fig. 2. Diffractogram of a sample obtained by heating [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О at a temperature of
900°C.
Ця фаза кристалізується в тетрагональній сингонії з просторовою групою I4/mmm
(139). У зразку також виявлено достатньо високий вміст складного оксиду LaNiO3, всі піки
якого відповідають картці 00-033-0710. Ця фаза має кубічну сингонію та просторову групу
Pm3m (221). Присутність NiO (картка 00-044-1159) ромбоедричної сингонії свідчить про
наявність простого оксиду. Крім того, зафіксовано піки гексагонального La(OH)3 з
параметрами комірки a=6.515(9) Å і c=3.865(9) Å. Таким чином, склад зразка, отриманого
шляхом нагрівання комплексу [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, є багатофазним. Домінуючими
фазами є La2NiO4 та LaNiO3, тоді як La(OH)3 та NiO присутні як побічні фази.
Для зразка, отриманого шляхом нагрівання комплексу [Сo2La2(C4Н4O4)54Py]·4Н2О,
характерна наявність лише двох фаз: складного оксиду LaCoO3 та гідроксиду лантану
La(OH)3. LaCoO3 є основною фазою, яка утворюється при розкладання ГМК (рис. 3).
Рис. 2. Дифрактограма зразка, отриманого шляхом нагрівання [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О за
температури 900°С
Fig. 2. Diffractogram of a sample obtained by heating [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О at a temperature
of 900°C.
Рис. 3. Дифрактограма зразка, отриманого шляхом нагрівання [Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О за
температури 900 °С
Fig. 3. Diffractogram of a sample obtained by heating [Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О at a temperature
of 900°C.
Рис. 3. Дифрактограма зразка, отриманого шляхом нагрівання [Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О за
температури 900 °С
Fig. 3. Diffractogram of a sample obtained by heating [Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О at a temperature of
900°C.
Складний оксид LaCoO3 кристалізується у ромбоедричній сингонії із просторовою
групою R-3m (166). Усі піки цієї фази збігаються з даними картки 00-025-1060. Як і у зразку,
отриманому шляхом нагрівання [Ni2La2(C4Н4O4)54Py]·4Н2О, так і у зразку, отриманому після
нагрівання [Сo2La2(C4Н4O4)54Py]·4Н2О, також присутні піки La(OH)3 з параметрами комірки а
= 6,531(9) Å та с = 3,861(4) Å. Таким чином, нагрівання комплексу [Сo2La2(C4Н4O4)54Py]·4Н2О
демонструє вищу фазову чистоту щодо цільового складного оксиду порівняно з
[Ni2La2(C4Н4O4)54Py]·4Н2О.
На дифрактограмі зразка, отриманого шляхом нагрівання [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О,
було ідентифіковано дві основні фази: La2CuO4 та нестехіометричний оксид купруму CuxO
(рис. 4). La2CuO4 є основною кристалічною фазою, що підтверджується високою
інтенсивністю відповідних піків [18]. Ця фаза відповідає картці в базі даних ICDD PDF-2 №
00-038-0709, має орторомбічну сингонію та належить до просторової групи Fmmm (69). Крім
того, на дифрактограмі присутні менш інтенсивні піки за кутів 2θ приблизно 35.56, 38.76,
48.78, 58.36 та 66.64°. Ці піки найкраще збігаються з карткою № 00-005-0661, що відповідає
оксиду купруму (CuO). Однак спостерігається зсув цих піків порівняно з еталонною карткою
CuO, що вказує на ймовірне утворення нестехіометричного оксиду купруму CuxO. Низька
інтенсивність цих піків свідчить про те, що CuxO є додатковою фазою у зразку. Таким чином,
для зразка, отриманого шляхом нагрівання [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, основним продуктом
є складний оксид La2CuO4, тоді як нестехіометричний CuxO утворюється як побічна фаза,
можливо, внаслідок неповного реагування або окислення.
11https://ucj.org.ua
Л. І. Железнова, Л. І. Слюсарчук, О. К. Трунова, С. В. Кулешов УХЖ № 10 / ТОМ 91
Для зразка, отриманого шляхом нагріва
ння комплексу [Сo2La2(C4Н4O4)54Py]·4Н2О,
характерна наявність лише двох фаз: склад-
ного оксиду LaCoO3 та гідроксиду лантану
La(OH)3. LaCoO3 є основною фазою, яка
утворюється при розкладання ГМК (рис. 3).
Складний оксид LaCoO3 кристалізуєть-
ся у ромбоедричній сингонії із просторо-
вою групою R-3m (166). Усі піки цієї фази
збігаються з даними картки 00-025-1060.
Як і у зразку, отриманому шляхом на-
грівання [Ni2La2(C4Н4O4)54Py]·4Н2О, так
і у зразку, отриманому після нагрівання
[Сo2La2(C4Н4O4)54Py]·4Н2О, також присут-
ні піки La(OH)3 з параметрами комірки
а = 6,531(9) Å та с = 3,861(4) Å. Таким чином,
нагрівання комплексу [Сo2La2(C4Н4O4)54Py]·
·4Н2О демонструє вищу фазову чистоту
щодо цільового складного оксиду порівня-
но з [Ni2La2(C4Н4O4)54Py]·4Н2О.
На дифрактограмі зразка, отриманого
шляхом нагрівання [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·
·4Н2О, було ідентифіковано дві основні
фази: La2CuO4 та нестехіометричний оксид
купруму CuxO (рис. 4). La2CuO4 є основною
кристалічною фазою, що підтверджується
високою інтенсивністю відповідних піків
[18]. Ця фаза відповідає картці в базі даних
ICDD PDF-2 № 00-038-0709, має ортором-
бічну сингонію та належить до просторової
групи Fmmm (69). Крім того, на дифрак-
тограмі присутні менш інтенсивні піки за
кутів 2θ приблизно 35.56, 38.76, 48.78, 58.36
та 66.64°. Ці піки найкраще збігаються з
карткою № 00-005-0661, що відповідає окси-
ду купруму (CuO). Однак спостерігається
зсув цих піків порівняно з еталонною карт-
кою CuO, що вказує на ймовірне утворення
нестехіометричного оксиду купруму CuxO.
Низька інтенсивність цих піків свідчить про
те, що CuxO є додатковою фазою у зразку.
Таким чином, для зразка, отриманого шля-
хом нагрівання [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О,
основним продуктом є складний оксид
La2CuO4, тоді як нестехіометричний CuxO
утворюється як побічна фаза, можливо,
внаслідок неповного реагування або окис-
лення.
Рис. 4. Дифрактограма зразка, отриманого шляхом нагрівання [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О за
температури 900 °С
Fig. 4. Diffractogram of a sample obtained by heating [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О at a temperature of
900°C.
Слід зазначити, що при нагріванні гетерокомплексів до 1000°С були отримані
складні оксиди з меншим вмістом додаткових фаз.
ВИСНОВКИ. Методом самозбірки синтезовано нові різнолігандні гетерометалічні
комплекси 3d-металів (Сo (II), Ni (II), Cu (II)) з сукциновою кислотою та піридину загальної
формули [М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О. Показано, що синтезовані комплекси можна
використовувати як прекурсори для отримання складних оксидів. За термолізу комплексів
[М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (M=Co, Cu) та за 900°С отримано складні оксиди LаСоО3 та
La2СuО4 відповідно. Термодеструкція комплексу [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О
супроводжується утворенням нікелатів лантану La2NiО4 та LaNiO3 як домінуючих фаз. При
цьому використання прекурсорних методик дозволяє суттєво знизити тривалість та
енерговитратність синтезу відповідних складних оксидів порівняно з традиційними
керамічними методами синтезу.
ПОДЯКА. Роботу виконано за фінансової підтримки НАН України в межах
держбюджетної теми 331Е «Гібридні та композитні системи на основі координаційних сполук
d- і 4f-перехідних металів: синтез, структурні особливості та люмінесцентні і біохімічні
властивості». Державний реєстраційний номер роботи: 0125U000479.
SYNTHESIS OF COMPOUND OXIDES OF LANTHANUM AND 3-d METALS (Co, Ni, Cu) AND THEIR
HETEROMETALLIC COMPLEXES WITH SUCCINIC ACID AND PYRIDINE.
L.I. Zheleznova, L.I. Sliusarchuk*, O.K. Trunova, S.V. Kuleshov
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of National Academy of the Sciences of Ukraine,
32/34 Akad. Palladin Avenue, 03142 Kyiv, Ukraine
* e-mail: l.sliusarchuk@yahoo.com
The work presents studies on the synthesis of new heterometallic complexes of La(III) and Co(II),
Ni(II), Cu(II) with succinic acid and pyridine (Py). Mixed-ligand, heterometallic coordination compounds of
the general composition [М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (МІІ=Со, Ni, Cu) were obtained. Their thermal
Рис. 4. Дифрактограма зразка, отриманого шляхом нагрівання [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О за
температури 900 °С
Fig. 4. Diffractogram of a sample obtained by heating [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О at a temperature
of 900°C.
12 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2025
СИНТЕЗ СКЛАДНИХ ОКСИДІВ ЛАНТАНУ І 3d-МЕТАЛІВ (Co, Ni, Cu) ТА ЇХНІХ ГЕТЕРОМЕТАЛІЧНИХ КОМПЛЕКСІВ
ІЗ СУКЦИНОВОЮ КИСЛОТОЮ ТА ПІРИДИНОМНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
Слід зазначити, що при нагріванні ге-
терокомплексів до 1000°С були отримані
складні оксиди з меншим вмістом додатко-
вих фаз.
ВИСНОВКИ. Методом самозбірки син-
тезовано нові різнолігандні гетерометалічні
комплекси 3d-металів (Сo (II), Ni (II), Cu (II))
з сукциновою кислотою та піридину загаль-
ної формули [М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О.
Показано, що синтезовані комплекси можна
використовувати як прекурсори для отри-
мання складних оксидів. За термолізу комп-
лексів [М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (M=Co,
Cu) та за 900°С отримано складні оксиди
LаСоО3 та La2СuО4 відповідно. Термодест
рукція комплексу [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О
супроводжується утворенням нікелатів
лантану La2NiО4 та LaNiO3 як домінуючих
фаз. При цьому використання прекурсор-
них методик дозволяє суттєво знизити
тривалість та енерговитратність синтезу
відповідних складних оксидів порівняно
з традиційними керамічними методами
синтезу.
Роботу виконано за фінансової під
тримки НАН України в межах держ
бюджетної теми 331Е «Гібридні та
композитні системи на основі коор
динаційних сполук d- і 4f-перехідних ме
талів: синтез, структурні особливості та
люмінесцентні і біохімічні властивості».
Державний реєстраційний номер роботи:
0125U000479.
SYNTHESIS OF COMPOUND OXIDES OF
LANTHANUM AND 3-d METALS (Co, Ni, Cu)
AND THEIR HETEROMETALLIC COMPLEXES
WITH SUCCINIC ACID AND PYRIDINE.
L.I. Zheleznova, L.I. Sliusarchuk*,
O.K. Trunova, S.V. Kuleshov
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic
Chemistry of National Academy of the Sciences
of Ukraine,
32/34 Akad. Palladin Avenue, 03142 Kyiv,
Ukraine
* e-mail: l.sliusarchuk@yahoo.com
The work presents studies on the synthe-
sis of new heterometallic complexes of La(III)
and Co(II), Ni(II), Cu(II) with succinic acid
and pyridine (Py). Mixed-ligand, heterome-
tallic coordination compounds of the gene
ral composition [М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О
(МІІ=Со, Ni, Cu) were obtained. Their ther-
mal properties were studied and the ability
of heterocomplexes to form complex oxides
was determined. The complexes were charac-
terized using elemental analysis and thermo
gravimetric method. Assessment of their
thermal stability showed that the thermal de-
composition of the synthesized heterocom-
plexes proceeds in stages and has a multistage
nature. Their thermolysis proceeds through
the stages of elimination of water molecules
(100–220°C), then pyridine (185–310°C),
which is accompanied by exothermic effects
on the DTA curves, and to the complete ther-
mal decomposition of heterometallic coordi-
nation compounds. In the temperature range
from 260°C to 700°C, intensive decomposition
of complexes occurs, due to the destruction
of the organic part, which is accompanied by
exothermic effects. During the thermolysis
13https://ucj.org.ua
Л. І. Железнова, Л. І. Слюсарчук, О. К. Трунова, С. В. Кулешов УХЖ № 10 / ТОМ 91
of heterocomplexes at 800°C, 900°C, 1000°C,
oxide powders were obtained. Their compo-
sition was controlled by X-ray phase analysis.
Phase identification was carried out by com-
paring experimental diffraction patterns with
the ICDD PDF-2 databases. It is shown that
the compounds [М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О
(M=Co, Cu) decompose at a temperature of
900°С mainly to complex oxides LaСоО3 and
La2СuО4 with small impurities of La(OH)3 and
non-stoichiometric cupric oxide CuxO, respec-
tively. The thermal destruction of the complex
[Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О is accompanied
by the formation of the dominant phase of lan-
thanum nickelates La2NiО4 and LaNiO3, and a
small content of NiO and La(OH)3 oxides as
side phases was also found. Thus, the heterome-
tallic complexes Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О,
[Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О and
[Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2Оcan be used as
precursors to obtain complex oxides – cobal
tate, nickelate, or lanthanum cuprate with low-
er energy costs than in solid-phase synthesis.
Keywords: lanthanum, cobalt, nickel, cop-
per, succinic acid, pyridine, complex oxide.
ЛІТЕРАТУРА
1. Lee D. K., Park S.-H., Amine K., Bang H.J.,
Parakash J., Sun Y.-K. High capacity
Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2 cathode materials via a
carbonate co-precipitation method. Journal of
Power Sources., 2006. 162. P.1346–1350.
https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2006.07.064.
2. Matsuda K., Taniguchi I. Relationship between
the electrochemical and particle properties of
LiMn2O4 prepared by ultrasonic spray pyroly-
sis. J. of Power Sources. 2004. 132. P. 156–160.
https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2004.01.
019.
3. Lengyel M., Atlas G., Elhassid D., Luo P.Y.,
Zhang X., Belharouak I., Alexbaum R.L. Effects
of synthesis conditions on the physical and elec-
trochemical properties of Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2
prepared by spray pyrolysis. Journal of Power
Sources. 2014. 262. P. 286–296.
https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.03.
113
4. Азаренков Н. А., Береснев В. М., Погребняк
А. Д., Маликов Л. В., Турбин П. В. Нанома-
териалы, нанопокрытия, нанотехнологии:
учеб. пос. Харьков: ХНУ им. В. Н. Карази-
на, 2009. 209 с. URI
https://ekhnuir.karazin.ua/handle/1234567
89/5485
5. Tretyakov Y.D., Goodilin E.A. Chemical prin-
ciples of preparation of metal-oxide super-
conductors. Russian Chemical Reviews. 2000.
69(1). P. 1–34.
https://doi.org/10.1070/RC2000v069n01AB
EH000526
6. Shlyakhtin, O.A., Choi S.H., Yoon Y.S., Oh Y.J.
Characterization of nanocrystalline HT-LiCoO2
cathode materials for secondary lithium bat-
teries. Electrochimica acta. 2004. 50 (2–3).
P. 511–516.
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2004.05.052
7. Ortiz-Landeros J., Gómez-Yáñez C., López-
Juárez R., Dávalos-Velasco I., Pfeiffer H. Syn-
thesis of advanced ceramics by hydrothermal
crystallization and modified related methods.
Journal of Advanced Ceramics. 2012. (3).
P. 204–220.
https://doi.org/10.1007/s40145-012-0022-0.
8. Shi S. and Hwang J.-Y. Microwave-assisted wet
chemical synthesis: advantages, significance,
and steps to industrialization. Journal of Mine
rals and Materials Characterization and Engi-
neering. 2003. 2 (2). P. 101–110.
https://doi.org/10.4236/JMMCE.2003.22009.
9. Ai L., Jiang J. Influence of annealing tempera
ture on the formation, microstructure and
magnetic properties of spinel nanocrystalline
cobalt ferrites. Current Applied Physics. 2010.
10: 284–288.
https://doi.org/10.1016/j.cap.2009.06.007.
14 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2025
СИНТЕЗ СКЛАДНИХ ОКСИДІВ ЛАНТАНУ І 3d-МЕТАЛІВ (Co, Ni, Cu) ТА ЇХНІХ ГЕТЕРОМЕТАЛІЧНИХ КОМПЛЕКСІВ
ІЗ СУКЦИНОВОЮ КИСЛОТОЮ ТА ПІРИДИНОМНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
10. Chen, J.-Y., Liao, S.-W., Cheng, Y.-C., Chen,
Y.-F., Shu, C.-M. Wear test and thermal stability
analysis of commercial oil with three types of
alkyl mercaptans. Journal of Thermal Analysis
and Calorimetry. 2023. 148 (6). P. 5131–5147.
https://doi.org/10.1007/s10973-023-12077-5.
11. Serra-Maia R., Chastka S., Bellier M., Doug-
lasT., Rimstidt J. D., Michel F.M. Effect of par-
ticle size on catalytic decomposition of hydro-
gen peroxide by platinum nanocatalysts. Jour-
nal of Catalysis, 2019. 373. P. 58–66.
doi: 10 1016/j jcat 2019 03 026.
12. Sliusarchuk L.I., Zheleznova L.I., Kuleshov S.V.,
Trunova O.K. Mono- and heterocomplexes of
Co(II), Nd(III) with oxalic acid and phenan-
throline: synthesis, structure and thermal de-
composition. Voprosy khimii i khimicheskoi
tekhnologii, 2022. (3). P. 74–82.
http://dx.doi.org/10.32434/0321-4095-2022-
142-3-74-82.
13. Слюсарчук Л. І., Железнова Л. І., Кулешов
С. В., Роговцов О. О., Трунова О. К., Хомен-
ко Б. С. Синтез складних оксидів кобаль-
ту-неодиму з гетерометалічних комплексів
та їх каталітична активність при розкладі
пероксиду водню. Укр. хім. журн. 2022. 88
(7). P. 3–15.
https://doi.org/10.33609/2708-129X.88.07.
2022.3-15.
14. Match! – Phase Indentification from Powder
Diffraction. Crystal Impact, version 3: manu-
al. – Dr.H. Putz and Dr.K. Brandenburg GbR,
Kreuzherrenstr. 102, 53227 Bonn, Germany,
2020. 143 p.
http: // www.crystalimpact.com/match.
15. Sliusarchuk L.I., Ivakha N.B., Zheleznova L.I.,
Kuleshov S.V., Trunova O.K. Synthesis and
Study of Mixed-Ligand Heterometallic Com-
plexes of Cobalt and Neodymium Succinates
with Pyridine or Phenantroline. Voprosy khi
mii i khimicheskoi tekhnologii. 2023. (4). P. 94–
104.
https://doi.org/10.32434/0321-4095-2023-
149-4-94-104.
16. Demir S., Kantar G.K., Topcu Y., Li Q. Solvo-
thermal synthesis and characterization of co-
ordination polymers of cobalt (II) and zinc (II)
with succinic acid. Transit. Met. Chem. 2012.
37–(3). P. 257–263.
https://doi.org/10.1007/s11243-012-9581-8.
17. Hu K., Ding W., Wang S., Li Q., Zhang M.,
Huang F., Kong X., Liu Q. Facile synthesis of
LaNiO3 microspheres with ef cient broad band
microwave absorption performance. Journal of
Alloys and Compounds. 2020. 848. 156579.
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156579.
18. Jiang H., Yang Z., Zhang F. Preparation, Cha
racterization and Electrochemical Properties
of La2CuO4 and Au as a Novel Bifunctional
Oxygen Electrode. Int. J. Electrochem. Sci.
2020. 15 (10). P. 9933–9939.
https://doi.org/10.20964/2020.10.74.
REFERENCES
1. Lee D. K., Park S.-H., Amine K., Bang H.J.,
Parakash J., Sun Y.-K. High capacity Li[-
Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2 cathode materials via a car-
bonate co-precipitation method. Journal of
Power Sources. 2006. 162: 1346–1350.
https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2006.07.
064.
2. Matsuda K., Taniguchi I. Relationship between
the electrochemical and particle properties of
LiMn2O4 prepared by ultrasonic spray pyroly-
sis. J. of Power Sources. 2004. 132: 156–160.
https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2004.01.
019.
3. Lengyel M., Atlas G., Elhassid D., Luo P.Y.,
Zhang X., Belharouak I., Alexbaum R.L. Effects
of synthesis conditions on the physical and elec-
trochemical properties of Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2
prepared by spray pyrolysis. Journal of Power
Sources. 2014. 262: 286–296.
https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.03.
113
4. Azarenkov N.A., Beresnev V.M., Pogrebnyak
A.D., Malikov L.V., Turbin P.V. Nanomateri-
als, nanocoatings, nanotechnology: textbook.
Kharkov: V. N. Karazin Kharkiv National Uni-
versity. 2009. 209 p.
URI https://ekhnuir.karazin.ua/handle/12345
6789/5485
15https://ucj.org.ua
Л. І. Железнова, Л. І. Слюсарчук, О. К. Трунова, С. В. Кулешов УХЖ № 10 / ТОМ 91
5. Tretyakov Y.D., Goodilin E.A. Chemical prin-
ciples of preparation of metal-oxide super-
conductors. Russian Chemical Reviews. 2000.
69(1): 1–34.
https://doi.org/10.1070/RC2000v069n01ABE
H000526
6. Shlyakhtin, O.A., Choi S.H., Yoon Y.S., Oh Y.J.
Characterization of nanocrystalline HT-LiCoO2
cathode materials for secondary lithium bat-
teries. Electrochimica acta. 2004. 50 (2–3):
511–516.
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2004.05.052
7. Ortiz-Landeros J., Gómez-Yáñez C., López-Ju
árez R., Dávalos-Velasco I., Pfeiffer H. Synthesis
of advanced ceramics by hydrothermal crystal-
lization and modified related methods. Journal
of Advanced Ceramics. 2012. 3: 204–220.
https://doi.org/10.1007/s40145-012-0022-0.
8. Shi S., Hwang J.-Y. Microwave-assisted wet
chemical synthesis: advantages, significance,
and steps to industrialization. Journal of Mine
rals and Materials Characterization and Engi-
neering. 2003. 2(2):101–110.
https://doi.org/10.4236/JMMCE.2003.22009.
9. Ai L., Jiang J. Influence of annealing tempe
rature on the formation, microstructure and
magnetic properties of spinel nanocrystalline
cobalt ferrites. Current Applied Physics. 2010.
10: 284–288.
https://doi.org/10.1016/j.cap.2009.06.007.
10. Chen J.-Y., Liao S.-W., Cheng Y.-C., Chen Y.-F.,
Shu C.-M. Wear test and thermal stability
analysis of commercial oil with three types of
alkyl mercaptans. Journal of Thermal Analysis
and Calorimetry. 2023. 148 (6): 5131–5147.
https://doi.org/10.1007/s10973-023-12077-5.
11. Serra-Maia R., Chastka S., Bellier M., Douglas
T., Rimstidt J. D., Michel F.M. Effect of particle
size on catalytic decomposition of hydrogen
peroxide by platinum nanocatalysts. Journal of
Catalysis, 2019. 373: 58–66.
doi: 10 1016/j jcat 2019 03 026.
12. Sliusarchuk L.I., Zheleznova L.I., Kuleshov
S.V., Trunova O.K. Mono- and heterocomplex-
es of Co(II), Nd(III) with oxalic acid and phe-
nanthroline: synthesis, structure and thermal
decomposition. Voprosy khimii i khimicheskoi
tekhnologii, 2022 (3): 74–82.
http://dx.doi.org/10.32434/0321-4095-2022-
142-3-74-82.
13. Sliusarchuk L., Zheleznova L., Kuleshov S.,
Rohovtsov O., Trunova O., Khomenko B. Syn-
thesis of complex oxides of cobalt-neodymium
from heterocomplexes and their catalytic ac-
tivity in the decomposition of hydrogen per-
oxide. Ukrainian Chemistry Journal. 2022. 88
(7): 3–15.
https://doi.org/10.33609/2708-129X.88.07.
2022.3-15
14. Match! – Phase Indentification from Powder
Diffraction. Crystal Impact, version 3: manu-
al. – Dr.H. Putz and Dr.K. Brandenburg GbR,
Kreuzherrenstr. 102. 53227 Bonn, Germany,
2020. 143.
http: // www.crystalimpact.com/match.
15. Sliusarchuk L.I., Ivakha N.B., Zheleznova L.I.,
Kuleshov S.V., Trunova O.K. Synthesis and
Study of Mixed-Ligand Heterometallic Com-
plexes of Cobalt and Neodymium Succinates
with Pyridine or Phenantroline. Voprosy khimii
i khimicheskoi tekhnologii. 2023. (4): 94–104.
https://doi.org/10.32434/0321-4095-2023-
149-4-94-104.
16. Demir S., Kantar G.K., Topcu Y., Li Q. Solvo-
thermal synthesis and characterization of co-
ordination polymers of cobalt (II) and zinc (II)
with succinic acid. Transit. Met. Chem. 2012.
37(3): 257–263.
https://doi.org/10.1007/s11243-012-9581-8.
17. Hu K., Ding W., Wang S., Li Q., Zhang M.,
Huang F., Kong X., Liu Q. Facile synthesis of
LaNiO3 microspheres with ef cient broad band
microwave absorption performance. Journal of
Alloys and Compounds. 2020. 848: 156579.
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156579.
18. Jiang H., Yang Z., Zhang F. Preparation, Cha
racterization and Electrochemical Properties
of La2CuO4 and Au as a Novel Bifunctional
Oxygen Electrode. Int. J. Electrochem. Sci.
2020. 15(10): 9933–9939.
https://doi.org/10.20964/2020.10.74.
Стаття надійшла 13.08.2025.
|
| id | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-752 |
| institution | Ukrainian Chemistry Journal |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-23T01:13:44Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | ucjorgua/52/c6dcd2bab3a02f4f861212b13c6bf252.pdf |
| spelling | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-7522026-07-22T08:23:56Z SYNTHESIS OF COMPOUND OXIDES OF LANTHANUM AND 3-d METALS (Co, Ni, Cu) AND THEIR HETEROMETALLIC COMPLEXES WITH SUCCINIC ACID AND PYRIDINE Zheleznova, Lidia Sliusarchuk, Liudmyla Kuleshov , Serhii Trunova, Olena lanthanum, cobalt, nickel, copper, succinic acid, pyridine, complex oxide. The work presents studies on the synthesis of new heterometallic complexes of La(III) and Co(II), Ni(II), Cu(II) with succinic acid and pyridine (Py). Mixed-ligand, heterometallic coordination compounds of the general composition [М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (МІІ=Со, Ni, Cu) were obtained. Their thermal properties were studied and the ability of heterocomplexes to form complex oxides was determined. The complexes were characterized using elemental analysis and thermogravimetric method. Assessment of their thermal stability showed that the thermal decomposition of the synthesized heterocomplexes proceeds in stages and has a multistage nature. Their thermolysis proceeds through the stages of elimination of water molecules (100–220°C), then pyridine (185–310°C), which is accompanied by exothermic effects on the DTA curves, and to the complete thermal decomposition of heterometallic coordination compounds. In the temperature range from 260°C to 700°C, intensive decomposition of complexes occurs, due to the destruction of the organic part, which is accompanied by exothermic effects. During the thermolysis of heterocomplexes at 800°C, 900°C, 1000°C, oxide powders were obtained. Their composition was controlled by X-ray phase analysis. Phase identification was carried out by comparing experimental diffraction patterns with the ICDD PDF-2 databases. It is shown that the compounds [М2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О (M=Co, Cu) decompose at a temperature of 900°С mainly to complex oxides LaСоО3 and La2СuО4 with small impurities of La(OH)3 and non-stoichiometric cupric oxide CuxO, respectively. The thermal destruction of the complex [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О is accompanied by the formation of the dominant phase of lanthanum nickelates La2NiО4 and LaNiO3, and a small content of NiO and La(OH)3 oxides as side phases was also found. Thus, the heterometallic complexes Co2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О, [Ni2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2О and  [Cu2La2(C4Н4O4)5·4Py]·4Н2Оcan be used as precursors to obtain complex oxides – cobaltate, nickelate, or lanthanum cuprate with lower energy costs than in solid-phase synthesis. V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2025-11-25 Article Article Inorganic Chemistry Неорганическая химия Неорганічна хімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/752 10.33609/2708-129X.91.10.2025.3-15 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 91 No. 10 (2025): Ukrainian Chemistry Journal; 3-15 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 91 ##issue.no## 10 (2025): Ukrainian Chemistry Journal; 3-15 Український хімічний журнал; Том 91 № 10 (2025): Ukrainian Chemistry Journal; 3-15 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/752/387 Copyright (c) 2025 Lidia Zheleznova, Liudmyla Sliusarchuk, Serhii Kuleshov , Olena Trunova https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | Zheleznova, Lidia Sliusarchuk, Liudmyla Kuleshov , Serhii Trunova, Olena SYNTHESIS OF COMPOUND OXIDES OF LANTHANUM AND 3-d METALS (Co, Ni, Cu) AND THEIR HETEROMETALLIC COMPLEXES WITH SUCCINIC ACID AND PYRIDINE |
| title | SYNTHESIS OF COMPOUND OXIDES OF LANTHANUM AND 3-d METALS (Co, Ni, Cu) AND THEIR HETEROMETALLIC COMPLEXES WITH SUCCINIC ACID AND PYRIDINE |
| title_full | SYNTHESIS OF COMPOUND OXIDES OF LANTHANUM AND 3-d METALS (Co, Ni, Cu) AND THEIR HETEROMETALLIC COMPLEXES WITH SUCCINIC ACID AND PYRIDINE |
| title_fullStr | SYNTHESIS OF COMPOUND OXIDES OF LANTHANUM AND 3-d METALS (Co, Ni, Cu) AND THEIR HETEROMETALLIC COMPLEXES WITH SUCCINIC ACID AND PYRIDINE |
| title_full_unstemmed | SYNTHESIS OF COMPOUND OXIDES OF LANTHANUM AND 3-d METALS (Co, Ni, Cu) AND THEIR HETEROMETALLIC COMPLEXES WITH SUCCINIC ACID AND PYRIDINE |
| title_short | SYNTHESIS OF COMPOUND OXIDES OF LANTHANUM AND 3-d METALS (Co, Ni, Cu) AND THEIR HETEROMETALLIC COMPLEXES WITH SUCCINIC ACID AND PYRIDINE |
| title_sort | synthesis of compound oxides of lanthanum and 3-d metals (co, ni, cu) and their heterometallic complexes with succinic acid and pyridine |
| topic_facet | lanthanum cobalt nickel copper succinic acid pyridine complex oxide. |
| url | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/752 |
| work_keys_str_mv | AT zheleznovalidia synthesisofcompoundoxidesoflanthanumand3dmetalsconicuandtheirheterometalliccomplexeswithsuccinicacidandpyridine AT sliusarchukliudmyla synthesisofcompoundoxidesoflanthanumand3dmetalsconicuandtheirheterometalliccomplexeswithsuccinicacidandpyridine AT kuleshovserhii synthesisofcompoundoxidesoflanthanumand3dmetalsconicuandtheirheterometalliccomplexeswithsuccinicacidandpyridine AT trunovaolena synthesisofcompoundoxidesoflanthanumand3dmetalsconicuandtheirheterometalliccomplexeswithsuccinicacidandpyridine |