Email this article 
Кластерная самоорганизация интерметаллических систем: кластеры-прекурсоры K3, K4, K6, K12 для самосборки кристаллических структур La8Ni40As24–oP72 и Ca12Fe32Pd4As24-oP72
- Authors: Шевченко В.Я.1, Илюшин Г.Д.2
-
Affiliations:
- Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН
- НИЦ «Курчатовский институт»
- Issue: Vol 50, No 3 (2024)
- Pages: 3-15
- Section: Articles
- URL: https://ogarev-online.ru/0132-6651/article/view/272119
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0132665124030019
- EDN: https://elibrary.ru/POJGIY
- ID: 272119
Cite item
Open Access
Access granted
Abstract
С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлен комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур семейства и La8Ni40As24–oP72 (V= 1069.3 Å3, пр. группа Pnma) и Ca12Fe32Pd4As24-oP72 (V= 1155.89 Å3, пр. группа Pnma). Для кристаллической структуры La8Ni40As24–oP72 установлены 79 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N=2 (1 вариант), 3 (18 вариантов), 4 (30 вариантов) и 6 (30 вариантов). Рассмотрен вариант самосборки кристаллической структуры с участием образующих упаковки кластеров-прекурсоров: сдвоенных тетраэдров-димеров K6(4a) = 0@6(La2Ni2As2) и K6(4b) = (Ni2As2Ni2) с симметрией g= –1, тетраэдров K4 = 0@4 (LaNi2As), колец K3 = 0@3(Ni2As), атомов-спейсеров Ni7 и As5. Для кристаллической структуры Ca12Fe32Pd4As24-oP72 установлены 93 варианта кластерного представления 3D атомной сетки с числом структурных единиц 2 (2 варианта), 3 (15 варианта), 4 (49 варианта) и 6 (29). Рассмотрен вариант самосборки кристаллической структуры Ca12Fe32Pd4As24-oP72 с участием образующих упаковки кластеров-прекурсоров: сдвоенных тетраэдров-димеров K6(4a) = 0@ 6 (Ca2Fe2As2) c симметрией g= –1, тетрамеров K12(4b) = 0@ 12 (CaFeFe2As2)2 с симметрией g= –1, тетраэдров K4 = 0@4(CaFe2As), колец K3 = 0@3(Fe2As), атомов-спейсеров Pd и As. Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D структур La8Ni40As24–oP72 и Ca12Fe32Pd4As24 -oP72 из кластеров-прекурсоров в виде: первичная цепь → слой → каркас.
Full Text
About the authors
В. Я. Шевченко
Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН
Author for correspondence.
Email: shevchenko@isc.nw.ru
Russian Federation, Санкт-Петербург
Г. Д. Илюшин
НИЦ «Курчатовский институт»
Email: ilyushin@mail.ru
Russian Federation, Москва
References
- 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 (PCDIC) ASM International: Materials Park, OH.
- 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. N7. P. 3576–3585. https://topospro.com/
- Filinchuk Y. E., Yvon K., Emerich H. Tetrahedral D atom coordination of nickel and evidence for anti-isostructural phase transition in orthorhombic Ce2 Ni7 D4. //Inorganic Chemistry. 2007. V. 46. P. 2914–2920
- Tkachuk A. V., Mar A. In search of the elusive amalgam Sr Hg8: a mercury-rich intermetallic compoundwith augmented pentagonal prisms. // DALTON TRANS. 2010 V. 39 P. 7132–7135
- Babizhetskii V., Guerin R., Simon A. A new ternary arsenide La Ni5 As3: preparation and crystal structure. //Zeitschrift fuer Naturforschung, Teil B. 2004. V. 59. P. 1103–1108
- Weitz G., Hellner E. Ueber komplex zusammengesetzte sulfidische Erze VII. Zur Kristallstruktur des Cosalits, Pb2 Bi2 S5. // Zeitschrift fuer Kristallographie. 1960. V. 113. P. 385–402
- Stuerzer T., Hieke C., Loehnert C., Nitsche F., Stahl J., Maak C., Pobel R., Johrendt D. Framework structures of interconnected layers in calcium iron arsenides. // Inorganic Chemistry. 2014. V. 53. P. 6235–6240.
- He Hua, Tyson Chauntae, Bobev Svilen. Synthesis and crystal structures of the quaternary Zintl phases Rb Na8 Ga3 Pn6 (Pn = P, As) and Na10 Nb Ga As6. // Crystals. 2012. V. 2. P. 213–223
- Chaia N., Francois M., Mathieu S., Elkaim E., Rouillard F., Vilasi M. Oxidation and crystallographic features of the new prototype structure Ti4 NiSi4. // Intermetallics. 2013. V. 40. P. 1–9.
- Yarmolyuk Ya.P., Akselrud L. G., Fundamenskii V. S. Crystal structure of Hf6 Cr5 Si7. // Kristallografiya. 1985. V. 30. P. 587–590
- Lei Xiaowu, Hu Chunli, Mao Jiang Gao. Syntheses and crystal structures of RE3 Mn Sn(5-x) (RE = Tm, Lu) with 3D Mn-Sn framework. // Journal of Solid State Chemistry Year. 2010. V. 183. P. 2032–2039
- Gulo Fakhili, Samal Saroj L., Corbett John D. Substantial Cd- Cd bonding in Ca6 Pt Cd11: A condensed intermetallic phase built of pentagonal Cd7 and rectangular Cd4/2 Pt pyramids. // Inorganic Chemistry. 2013. V. 52. P. 10112–118.
- Reynolds P. C., Stojanovic M., Latturner S. Flux growth of a new cobalt – zinc – tin ternary phase Co(7+x) Zn(3-x) Sn8 and its relationship to Co Sn. // Journal of Solid State Chemistry. 2011. V. 184. P. 1875–1881
- Shevchenko V. Y., 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.
- Ilyushin G. D. Intermetallic Compounds NakMn (М = 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. N4. P. 539–545.
- Ilyushin G. D. Intermetallic Compounds KnMm (М = 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. N7. P. 1095–1105.
- Ilyushin G. D. Intermetallic Compounds CsnMk (М = Na, K, Rb, Pt, Au, Hg, Te): Geometrical and Topological Analysis, Cluster Precursors, and Self-Assembly of Crystal Structures // Crystallography Reports. 2022 Vol. 67. Issue 7. P. 1075–1087.
Supplementary files
