Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск

СОСТАВ И СТРОЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ СЕМЕЙСТВА ХАНТИТА

https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-6-42-51

Полный текст:

Аннотация

Проведена систематизация литературных данных по составу и строению редкоземельных боратов семейства хантита общего состава LnM3(BO3)4, где Ln3+ = Y, La-Lu, и M3+ = Al, Fe, Cr, Ga, Sc, а также ряда твердых растворов с М3+ = Sc. Показано отличие реальных составов кристаллов от составов исходной шихты, наиболее характерное для редкоземельных скандиевых боратов. Установлена значимая роль состава в проявлении симметрии соединений и доказана необходимость определения симметрии кристаллов только на монокристаллических объектах c детальным анализом дифракционных отражений. Выделены морфотропные ряды в зависимости от изменения ионных радиусов Ln и М. Обращено внимание на особенность структурного поведения ионов Cr3+. Выявлено, что образование твердых растворов и внутренних твердых растворов наиболее вероятно для редкоземельных скандиевых боратов. Продемонстрирована реализация политипных модификаций для LnM3(BO3)4, где M3+ = Al, Cr, полиморфов для ряда Ln c М3+ = Fe, существование которых не исключено для М3+ = Sc. Представлены кристаллохимические эффекты, наблюдаемые для хантитоподобных кристаллов (морфотропия, изоморфизм, полиморфизм, политипия; внутренние твердые растворы; фазовые переходы «порядок-беспорядок» разной природы) со спецификой для скандиевых боратов. Реализация полиморфизма и политипизма для соединений семейства хантита подтверждает кристаллохимическое положение, согласно которому высокотемпературные полиморфные модификации должны образовывать более симметричные соединения, а для политипных модификаций это не характерно.

Об авторах

И. А. Каурова
МИРЭА - Российский технологический университет (Физико-технологический институт)
Россия

кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник кафедры физики и химии материалов имени Б.А. Догадкина,

119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 78

 



Д. М. Горшков
МИРЭА - Российский технологический университет (Физико-технологический институт)
Россия

аспирант (заочное обучение), инженер кафедры физики и химии материалов имени Б.А. Догадкина

119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 78



Г. М. Кузьмичева
МИРЭА - Российский технологический университет (Физико-технологический институт)
Россия

доктор химических наук, профессор кафедры физики и химии материалов имени Б.А. Догадкина

119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 78

ResearсherID А-7602-2014



В. Б. Рыбаков
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

кандидат химических наук, старший научный сотрудник кафедры общей химии

119992, Россия, Москва, Воробьевы горы



Список литературы

1. Mills A.D. Crystallographic data for new rare earth borate compounds RX3(BO3)4 // Inorg. Chem. 1962. V. 1. № 4. P. 960-961.

2. Sardar D.K., Castano F., French J.A., Gruber J.B., Reynolds T.A., Alekel T., Kezcler D.A., Clark B.L. Spectroscopic and laser properties of Nd3+ in LaSc3(BO3)4 host // J. Appl. Phys. 2001. V. 90. № 10. Р. 4997-5001.

3. Belokoneva E.L. The structures of new germanates, gallates, borates, and silicates with laser, piezoelectric, ferroelectric, and ion-conducting properties // Russ. Chem. Rev. 1994. V. 63. P. 533-549.

4. Leonyuk N.I., Leonyuk L.I. Growth and characterization of RM3(BO3)4 crystals // Prog.Cryst. Growth Charact. Mater. 1995. V. 31. № 3-4. P. 179-278.

5. Wang Y.H., Li X.X. Synthesis and photoluminescence properties of LnAl3(BO3)4:Eu3+ (Ln = La3+, Gd3+) under UV and VUV excitation // J. Electrochem. Soc. 2006. V. 153. № 3. P. G238-G241.

6. Plachinda P.A., Belokoneva E.L. High temperature synthesis and crystal structure of new representatives of the huntite family // Cryst. Res. Technol. 2008. V. 43. № 2. P. 157-165.

7. Jarchow O., Lutz F., Klaska K.H. Polymophie and Fehlordnung von NdAl3(BO3)4 // Z. Krist. 1979. B. 149. S. 162.

8. Ballman A.A. New series of synthetic borates isostructural with carbonate mineral huntite // Amer. Mineralogist. 1962. V. 47. № 11-12. Р. 1380-1383.

9. Borovikova E.Y., Dobretsova E.A., Boldyrev K.N., Kurazhkovskaya V.S., Maltsev V.V., Leonyuk N.I. Vibrational spectra and factor group analysis of rareearth chromium borates RCr3(BO3)4, with R = La-Ho // Vibr. Spectrosc. 2013. V. 68. P. 82-90.

10. Kurazhkovskaya V.S., Dobretsova E.A., Borovikova E.Y., Mal’tsev V.V., Leonyuk N.I. Infrared spectroscopy and the structure of rare-earth chromium borates RCr3(BO3)4 (R = La-Er) // J. Struct. Chem. 2011. V. 52. № 4. Р. 699-707.

11. Wang G., Gallagher H.G., Han T.P.J., Henderson B. The growth and optical assessment of Cr3+-doped RX(BO3)4 crystals with R = Y, Gd, X = Al, Sc // J. Cryst. Growth. 1996. V. 163. № 3. P. 272-278.

12. Parthe E., Hu S.Z. β-LaSc3(BO3)4: correction of the crystal structure // Mater. Res. Innovations. 2003. V. 7. № 6. P. 353-354.

13. Горюнов А.В., Кузьмичева Г.М., Мухин Б.В., Жариков Е.В., Агеев А.Ю., Кутовой С.А., Кузьмин О.В. Рентгенографическое исследование кристаллов LaSc3(BO3)4, активированных ионами хрома и неодима // Журн. неорган. химии. 1996. Т. 41. № 10. С. 1605-1610.

14. Wang G., He M., Chen W., Lin Z., Lu S., Wu Q. Structure of low temperature phase γ-LaSc3(BO3)4 crystal // Mater. Res. Innovat. 1999. V. 2. № 6. P. 341-344.

15. Peterson G.A., Keszler D.A., Reynolds T.A. Stoichiometric, trigonal huntite borate CeSc3(BO3)4 // Int. J. Inorg. Mater. 2000. V. 2. № 1. P. 101-106.

16. Kuz’micheva G.M., Kaurova I.A., Rybakov V.B., Podbel’sky V.V., Chuykin N.K., Structural instability in single-crystal rare-earth scandium borates RESc3(BO3)4 // Cryst. Growth Des. 2018. V. 18. № 3. P. 1571-1580.

17. Кузьмичева Г.М., Рыбаков В.Б., Кутовой С.А., Кузьмин О.В., Панютин В.Л. Морфотропный ряд соединений LnSc3(BO3)4 // Кристаллография. 2000. Т. 45. № 6. С. 990-995.

18. Reynolds T.A. Synthetic, structural, and spectroscopic investigations of acentric laser hosts and ionic optical converters: PhD thesis. Oregon State University, 1992.

19. Рыбаков В.Б., Кузьмичева Г.М., Жариков Е.В., Агеев А.Ю., Кутовой С.А., Кузьмин О.В. Кристаллическая структура NdSc3(BO3)4 // Журн. неорган. химии. 1997. Т. 42. № 10. С. 1594-1601.

20. Klimin S.A., Fausti D., Meetsma A., Bezmaternykh L.N., van Loosdrecht P.H.M., Palstra T.T.M. Evidence for differentiation in the iron-helicoidal chain in GdFe3(BO3)4 // Acta Cryst. B. 2005. V. 61. № 5. P. 481-485.

21. Beregi E., Watterich A., Madarász J., Tóth M., Polgár K. X-ray diffraction and FTIR spectroscopy of heat treated R2O3:3Ga2O3:4B2O3 systems // J. Cryst. Growth. 2002. V. 237. P. 874-878.

22. Hinatsu Y., Doi Y., Ito K., Wakeshima M., Alemi A. Magnetic and calorimetric studies on rare-earth iron borates LnFe3(BO3)4 (Ln = Y, La-Nd, Sm-Ho) // J. Solid State Chem. 2003. V. 172. № 2. P. 438-445.

23. Shannon R.D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides // Acta Cryst. 1976. V. A32. № 6. P. 751-767.

24. Кузьмичева Г.М. Некоторые аспекты прикладной кристаллохимии: монография. М.: МИРЭА, 2016. 286 с.

25. Федорова М.В., Кононова Н.Г., Кох А.Е., Шевченко В.С. Выращивание кристаллов MBO3 (M - La, Y, Sc) и LaSc3(BO3)4 из раствор-расплавов системы LiBO2-LiF // Неорган. материалы. 2013. Т. 49. С. 505-509.

26. Li Y., Aka G., Kahn Harari A., Vivien D. Phase transition, growth, and optical properties of NdxLa1-xSc3(BO3)4 crystals // J. Mater. Res. 2001. V. 16. № 1. P. 38-44.

27. Ye N., Stone-Sundberg J.L., Hruschka M.A., Aka G., Kong W., Keszler D.A. Nonlinear optical crystal YxLayScz(BO3)4 (x + y + z = 4) // Chem. Mater. 2005. V. 17. P. 2687-2692.

28. He M., Wang G., Lin Z., Chen W., Lu S., Wu Q. Structure of medium temperature phase β-LaSc3(BO3)4 crystal // Mat. Res. Innovat. 1999. V. 2. P. 345-348.

29. Durmanov S.T., Kuzmin O.V., Kuz’micheva G.M., Kutovoi S.A., Martynov A.A., Nesynov E.K., PanyutinV.L., RudnitskyYu.P., Smirnov G.V., Hait V.L., Chizhikov V.I. Binary rare-earth scandium borates for diode-pumped lasers // Opt. Mater. 2001. V. 18. P. 243-284.

30. Magunov I.R., Voevudskaya S.V., Zhirnova A.P., Zhikhareva E.A., Efryushina N.P. Synthesis and properties of scandium and rare-earth (Ce group) double borates // Inorg. Mater. 1985. V. 21. P. 1337-1341.

31. Урусов В.С., Еремин Н.Н. Кристаллохимия: краткий курс. Москва: МГУ, 2010. 254 с.

32. Верма А., Кришна П. Полиморфизм и политипизм в кристаллах. М.: Мир, 1969. 274 с.

33. Dornberger-Schiff K. Grundzüge einer Theorie von OD-Strukturen aus Schichten // Abh. Deutsch. Akad. Wiss. Berlin. 1964. B. 3. S. 1-107.

34. Штукенберг А.Г., Пунин Ю.О., Франк-Каменецкая О.В. Кинетическое упорядочение и ростовая диссимметризация в кристаллических твердых растворах // Успехи химии. 2006. Т. 75. Вып. 2. С. 1212-1236.


Для цитирования:


Каурова И.А., Горшков Д.М., Кузьмичева Г.М., Рыбаков В.Б. СОСТАВ И СТРОЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ СЕМЕЙСТВА ХАНТИТА. Тонкие химические технологии. 2018;13(6):42-51. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-6-42-51

For citation:


Kaurova I.A., Gorshkov D.M., Kuz'micheva G.M., Rybakov V.B. COMPOSITION AND STRUCTURE OF THE HUNTITE-FAMILY COMPOUNDS. Fine Chemical Technologies. 2018;13(6):42-51. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-6-42-51

Просмотров: 106


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2410-6593 (Print)
ISSN 2686-7575 (Online)