Кластерная самоорганизация интерметаллических систем: кластеры-прекурсоры K3, K4, K5, K7, K8 для самосборки кристаллических структур Lu66Te24-mC90, Te4Lu28-oC32, Lu3(TeLu3)Lu2-hP9 и Lu4Te4-cF8

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлен комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур Lu4Te4-oF8 (Fm-3m, V = 211.0 Å3), Te4Lu28-oC32 (Cmcm, V = 908.3 Å3), Lu3(TeLu3)Lu2-hP9 (P-62m, V = 908.3 Å3), Lu66Te24-mC90 (C12/m1, V = 2467.2 Å3). Для кристаллической структуры Lu4Te4-oF8 установлены кластеры-прекурсоры K8 = 0@Te4Lu4 с симметрией -43m, для Te4Lu28-oC32 – тетраэдрические кластеры-прекурсоры K4 = 0@Lu4 и K4 = 0@TeLu3 с симметрией 2 и m, для Lu3(TeLu3)Lu2 – кластеры-прекурсоры K7 = = 0@Lu3(TeLu3) с симметрией 3m и спейсеры Lu. Для кристаллической структуры Lu66Te24-mC90 установлены кластеры-прекурсоры в виде пирамиды K5 = 0@Lu5 с симметрией 2, тетраэдры K4 = 0@Lu4 с симметрией 2, тетраэдры K4 = 0@TeLu3 и тетраэдры K4 = 0@Te2Lu2, и кольца K3 = 0@TeLu2, участвуют в образование супракластеров-тримеров. Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D структур из кластеров-прекурсоров в виде: первичная цепь → → слой → каркас.

Об авторах

В. Я. Шевченко

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН

Email: shevchenko@isc.nw.ru
Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2

Г. Д. Илюшин

Научно-исследовательский центр “Кристаллография и фотоника”

Автор, ответственный за переписку.
Email: gdilyushin@gmail.com
Россия, 119333, Москва, Ленинский пр., 59,

Список литературы

  1. Inorganic crystal structure database (ICSD). Fachinformationszentrum Karlsruhe (FIZ), Germany and US National Institute of Standard and Technology (NIST), USA.
  2. Villars P., Cenzual K. Pearson’s Crystal Data-Crystal Structure Database for Inorganic Compounds (PCDIC) ASM International: Materials Park, OH.
  3. Cannon J.F., Hall H.T. High-pressure, high-temperature syntheses of selected lanthanide-tellurium compounds // Inorganic Chemistry. 1970. V. 9. P. 1639–1643.
  4. Flahaut Jean, Laruelle Pierre, Pardo Marie Paule, Guittard Micheline.Les sulfures, seleniures et tellurures L2X3 de terres rares, d’yttrium et descandium orthorhombiques du type Sc2S3 // Bulletin de la Societe Chimique de France. 1965. V. 1965. P. 1399–1404.
  5. Hulliger F., Hull G.W.Jr. Superconductivity in rocksalt-type compounds // Solid State Communications. 1970. V. 8. P. 1379–1382.
  6. Chen Ling, Corbett J.D. Lu8 Te and Lu7 Te. Novel substitutional derivatives of lutetium metal // J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125. P. 7794–7795.
  7. Chen Ling, Xia Shengqing, Corbett J.D. Metal-rich chalcogenides. Synthesis, structure and bonding of the layered Lu11Te4. Comparison with the similar Sc8Te3 and Ti11Se4 // Inorg. Chem. 2005. V. 44. P. 3057–3062.
  8. Miller A.E., Daane A.H. The High-Temperature Allotropy of Some Heavy Rare-Earth Metals // Transactions of the Metallurgical Society of Aime. 1964. V. 230. P. 568–572.
  9. White J.G., Dismukes J.P. The Crystal Structure of Scandium Sesquitelluride // Inorg. Chem. 1965. V. 4. P. 1760–1763
  10. Assoud A., Kleinke H. The sesquitelluride Sc2Te3 // Acta Crystallogr., Sect. E: Struct. Rep. Online 2006. V. 62. P. i17–i18.
  11. Chai P., Corbett J.D. Two new compounds, β-ScTe and Y3Au2, and a reassessment of Y2Au. // Acta Crystallogr., Sect. C. V. 67. P. i53–i55.
  12. Maggard P.A., Corbett J.D. Sc2Te: A novel example of condensed metal polyhedra in a metal-rich but relatively electron-poor compound // Angewandte Chemie (Edition international). 1997. V. 36. P. 1974–1976.
  13. Maggard P.A., Corbett J.D. The synthesis, structure, and bonding of Sc8Te3 and Y8Te3. Cooperative matrix and bonding effects in the solid state // Inorg. Chem. 1998. V. 37. P. 814–820.
  14. Gupta S., Maggard P.A., Corbett J.D. A bismuth-stabilized metal-rich telluride Lu9 Bi ~ 1.0 Te ~ 1.0 -Synthesis and characterization // European J. Inorganic Chemistry. 2010. V. 18. P. 2620–2625.
  15. Pardo M.P., Flahaut J. Les tellurures superieurs des terres rares, de formules L2Te5 et LTe3 // Bulletin de la Societe Chimique de France. 1967. V. 1967. P. 3658–3664.
  16. Brixner L.H. Structure and electrical properties of some new rare earth arsenides, antimonides and tellurides // J. Inorganic and Nuclear Chemistry. 1960. V. 15. P. 199–201.
  17. Castro-Castro L.M., Chen Ling, Corbett J.D. Condensed rare-earth metal-rich tellurides. Extension of layered (Sc6PdTe2)-type compounds to yttrium and lutetium analogues and to Y7Te2, the limiting binary member // J. Solid State Chem. 2007. V. 180. P. 3172–3179.
  18. Weirich T.E., Ramlau R., Simon A., Hovmoeller S., Zou X.-D. A crystal structure determined to 0.02 Å accuracy by electron crystallography // Nature (London). 1996. V. 382. P. 144–146.
  19. Shevchenko V.Y., Blatov V.A., Ilyushin G.D. Structural Chemistry of Intermetallic Compounds: Geometric and Topological Analysis; Cluster Precursors K4, K6, and K21; and Self-Assembly of Crystal Structure Cs2Hg2-aP8, Cs2Hg4-oI12, and Cs10Hg38-tI48 // Glass Physics and Chemistry. 2022. V. 48. P. 155–162.
  20. Ilyushin G.D. Intermetallic compounds LikMn (M = Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Rh): Geometrical and topological analysis, tetrahedral cluster precursors, and self-assembly of crystal structures // Crystallography Reports, 2020.V. 65. P. 202–210.
  21. Shevchenko V.Y., Blatov V.A., Ilyushin G.D. Cluster self-organization of intermetallic systems: New two-layer nanocluster precursors K64 = 0@8(Sn4Ba4)@56(Na4Sn52 and K47 = Na@Sn16@Na30 in the crystal structure of Na52Ba4Sn80-cF540 // Glass Physics and Chemistry. 2020. V. 46. P. 448–454.
  22. Ilyushin G.D. Intermetallic Compounds NakMn (M = K, Cs, Ba, Ag, Pt, Au, Zn, Bi, Sb): Geometrical and Topological Analysis, Cluster Precursors, and Self-Assembly of Crystal Structures // Crystallography Reports. 2020. V. 65. № 4. P. 539–545.
  23. Ilyushin G.D. Intermetallic Compounds KnMm (M = Ag, Au, As, Sb, Bi, Ge, Sn, Pb): Geometrical and Topological Analysis, Cluster Precursors, and Self-Assembly of Crystal Structures // Crystallography Reports. 2020. V. 65. № 7. P. 1095–1105.
  24. Blatov V.A., Shevchenko A.P., Proserpio D.M. Applied Topological Analysis of Crystal Structures with the Program Package ToposPro // Cryst. Growth Des. 2014. V. 14. № 7. P. 3576–3585.

Дополнительные файлы


© В.Я. Шевченко, Г.Д. Илюшин, 2023