Кластерная самоорганизация интерметаллических систем: кластеры-прекурсоры K3, K4, K6 для самосборки кристаллических структур семейства Ce4Pt14Si8-oP52 И Ce6Pd8Sn12-oP52

В. Я. Шевченко; Шевченко В. Я.; Г. Д. Илюшин; Илюшин Г. Д.

doi:10.31857/S0132665124050011

Кластерная самоорганизация интерметаллических систем: кластеры-прекурсоры K3, K4, K6 для самосборки кристаллических структур семейства Ce4Pt14Si8-oP52 И Ce6Pd8Sn12-oP52

Авторы: Шевченко В.Я.¹, Илюшин Г.Д.²
Учреждения:
1. Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН
2. Курчатовский комплекс кристаллографии и фотоники (КККиФ) НИЦ «Курчатовский институт»
Выпуск: Том 50, № 5 (2024)
Страницы: 357-366
Раздел: Статьи
URL: https://rjonco.com/0132-6651/article/view/679493
DOI: https://doi.org/10.31857/S0132665124050011
EDN: https://elibrary.ru/NSYWSC
ID: 679493

Цитировать

Полный текст

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 семейства Ce₄Pt₁₄Si₈-oP52 (a = 19.633 Å, b = 4.036 Å, c = 11.224 Å, V = 889.4 Å³), Ce₆Pd₈Sn₁₂-oP52 (a = 27.701 Å, b = 4.614 Å, c = 9.371 Å, V = 1198.02 Å³). Для кристаллической структуры Ce₄Pt₁₄Si₈-oP52 установлен 21 вариант выделения кластерных структур с числом кластеров N = 2 (6 вариантов) и 3 (9 вариантов) и 3 (6 вариантов). Рассмотрен вариант самосборки кристаллической структуры с участием образующих упаковки кластеров-прекурсоров: сдвоенных тетраэдров K6 = 0@ 6 (Ce₂Pt₂Si₂) с симметрией g = -1, тетраэдров K4 = 0@ 4 (CePt₂Si), колец K3 = 0@3(Pt₂Si). Для кристаллической структуры Ce₆Pd₈Sn₁₂-oP52 установлены 27 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N = 2 (6 вариантов), 3 (11 вариантов) и 4 (10 вариантов). Рассмотрен вариант самосборки кристаллической структуры с участием образующих упаковки кластеров-прекурсоров: сдвоенных тетраэдров K6 = 0@ 6 (Ce₂Pd₂Sn₂) с симметрией g = -1, колец K3 = 0@3(CePdSn), колец K3 = 0@3(PdSn₂) и атомов-спейсеров Sn. Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D структур Ce₄Pt₁₄Si₈-oP52 и Ce₆Pd₈Sn₁₂-oP52 из кластеров-прекурсоров в виде: первичная цепь → слой → каркас.

Ключевые слова

Ce4Pt14Si8-oP52, Ce6Pd8Sn12-oP52, самосборка кристаллической структуры, кластерные прекурсоры K3, K4, K6

Полный текст

Об авторах

В. Я. Шевченко

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: shevchenko@isc.nw.ru
Россия, Санкт-Петербург

Г. Д. Илюшин

Курчатовский комплекс кристаллографии и фотоники (КККиФ) НИЦ «Курчатовский институт»

Email: gdilyushin@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

Inorganic crystal structure database (ICSD). Fachinformationszentrum Karlsruhe (FIZ), Germany and US National Institute of Standard and Technology (NIST), USA.
Pearson’s Crystal Data: Crystal Structure Database for Inorganic Compounds. ASM International, Materials Park, Ohio, USA.
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. N 7. P. 3576–3585. https://topospro.com/.
Tursina A.I., Gribanov A.V., Bukhanko N. G., Rogl P., Seropegin Y.D. Crystal structure of the novel compound Ce3Pt4Al6. // Chemistry of Metals and Alloys. 2008. V. 1. P. 62–66.
Park S.-M., Kim S.-J., Kanatzidis M.G. Ga-Ga bonding and tunnel framework in the new Zintl phase Ba3Ga4Sb5. // Journal of Solid State Chemistry 2003. V. 175. P. 310–315.
Schellenberg I., Eul M., Schwickert C., Kubata C.M., Reyes E.C., Nesper R., Rodewald U.C., Poettgen R. The Zintl phases Eu3Mg5Si5 and Eu3Mg5Ge5. // Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie. 2012. V. 638. P. 1976–1985.
Nesper R.,Wengert S. Sr12Mg17.8Li2.2Si20, die erste Zintl-Phase mit einer Si3-Kette. // Monatshefte fuer Chemie und verwandte Teile anderer Wissenschaften. 1999. V. 130. P. 197–202.
Zuercher F.,Nesper R. Crystal structure of dodecastrontium octadecamagnesium dilithiumeicosagermanide, Sr12Mg17.9Li2.1Ge20. // Zeitschrift fuer Kristallographie - New Crystal Structures 1999. V. 214. P. 411–412.
Gribanov A.V., Sologub O.L., Salamakha P.S., Bodak O.I., Seropegin Yu.D., Pavlyuk V.V., Pecharskii V.K. Crystal structure of the compound Ce2Pt7Ge4. // Journal of Alloys Compd. 1992. V. 189. P. 11–13.
Gribanov A., Grytsiv A., Royanian E., Rogl P., Bauer E., Giester G., Seropegin Y. On the system cerium-platinum-silicon. //Journal of Solid State Chemistry. 2008. V. 181. P. 2964–2975.
Imre A., Hellmann A., Mewis A. Neue Germanide mit geordneter Ce3 Pt4 Ge6 - Struktur - Die Verbindungen Ln3Pt4 Ge6 (Ln: Pr-Dy). // Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie. 2006. V. 632. P. 1145–1149.
Dirk Niepmann, Rainer Poettgen, Bernd Kuennen, Gunter Kotzyba, Bernd D. Mosel. The Stannides La3Pd4Sn6, Ce3Pd4Sn6, and Pr3Pd4Sn6: A New Structure Type with a Complex Three-Dimensional [Pd4Sn6] Polyanion. // Chem. Mater. 2000. V. 12, P. 533–539.
Rhodehouse Melissa L., Smetana Volodymyr, Celania Chris, Mudring Anja-Verena, Meyer Gerd H. Ternary polar intermetallics within the Pt/Sn/R systems (R = La, Ce, Sm). Stannides or platinides?. // Inorganic Chemistry. 2020. V. 59. P. 7352–7359.
Shevchenko V.Ya., Ilyushin G.D. Cluster Self-Organization of Intermetallic Systems: Clusters-Precursors K3, K4, K6 for the Self-Assembly of RbNa8Ga3As6-aP72, Sr2Ca4In3Ge6-oP56, and Sr8Li4In4Ge8-oP24 Crystal Structures. // Glass Physics and Chemistry. 2024. V. 50 P. 87–100.
Shevchenko V.Ya., Ilyushin G.D. Cluster Self-Organization of Intermetallic Systems: Cluster-Precursors K13, K11, K4, and K3 for the Self-Assembly of Crystal Structures Ce56Ni24Si44-mS124 and Ba10La2Si12-oP48. // Glass Physics and Chemistry. 2024. V. 50. P. 1–9.
Shevchenko V.Ya., Ilyushin GD. Cluster Self-Organization of Intermetallic Systems: New Clusters-Precursors K6 and K3 for the Crystal Structures of the Sr12Mg20Ge20-oP52, Sr2LiInGe2-oP24, and Sr2Mg2Ge2-oP12 Family. // Glass Phys Chem. 2023. V. 49 (Suppl 1). P. S17–S27.
Shevchenko V.Ya., Medrish I.V., Ilyushin G.D., Blatov V.A. From clusters to crystals: Scale chemistry of intermetallics. // Structural Chemistry. 2019. V. 30. P. 2015–2027.