Кластерная самоорганизация интерметаллических систем: кластеры-прекурсоры K15, K6, K5, K4 для самосборки кристаллических структур Pu31Rh20-tI204, Pu20Os12-tI32, (Pu4Co)2(Pu4)-tI28, (Ti4Ni)2(Bi4)-tI28, Bi4-tI8

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 с пространственной группой I4/mcm: Pu31Rh20-tI204: a = 11.076 Å, c = = 36.933 Å, V = 4530.86 Å3, Pu20Os12-tI32: a = 10.882 Å, c = 5.665 Å, V = 670.8 Å3 (Pu4Co)2(Pu4)-tI28: a = 10.475 Å, c = 5.340 Å, V = 585.9Å3 (Ti4Ni)2(Bi4)-tI28: a = = 10.554 Å, c = 4.814 Å, V = 536.2Å3, Bi4-tI8: a = 8.518 Å, c = 4.164 Å, V = 302.15 Å3. Для кристаллической структуры Pu31Rh20-tI204 установлены 113 вариантов кластерного представления 3D атомной сетки с числом структурных единиц 4 (14 вариантов), 5 (61 вариантов) и 6 (38 вариантов). Рассмотрен вариант самосборки кристаллической структуры с участием трех типов каркас-образующих полиэдров: K15 = = Pu@14(Rh2Pu5)2 с симметрией –42m, сдвоенных пирамид K10 = (Rh@Pu4)2 с симметрией 4, октаэдров K6 = 0@8(Rh2Pu6) c симметрией mmm и спейсеров Rh. Для кристаллической структуры Pu20Os12-tI32 определены каркас-образующие полиэдры в виде пирамиды K5 = 0@OsPu4 с симметрией 4, и спейсеры Pu и Os. Для кристаллической структуры (Ti4Ni)2(Bi4) определены каркас-образующие пирамиды K5 = = 0@Ti4Ni и тетраэдры K4 = 0@Bi4. Для кристаллической структуры (Pu4Co)2(Pu4)-tI28 определены каркас-образующие пирамиды K5 = 0@ Pu4Co и тетраэдры K4 = 0@Pu4. Для кристаллической структуры Bi4-tI8 определены каркас-образующие тетраэдры K4 = 0@Bi4. 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

Федеральный 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. Pearson’s Crystal Data-Crystal Structure Database for Inorganic Compounds (PCDIC) ASM International: Materials Park, OH.
  3. Cromer D.T. Plutonium-platinum Pu2Pt //Acta Crystallographica B. 1978. V. 34. P. 2608–2610.
  4. Cromer D.T., Larson A.C. The structure of Pu5Pt3 // Acta Crystallographica B. 1975. V. 31. P. 1758–1759.
  5. Beznosikova A.V., Chebotarev N.T., Lukyanov A.S., Chernyi A.V., Smirnova A.E. Crystal structures of Pu5Ru3, Ph5Rh3, Pu5Os3, Pu5Ir3, Pu5Pt3 // Atomnaya Energiya. 1974. V. 37. P. 144–148.
  6. Cromer D.T., Larson A.C. The crystal structure of Pu31Pt20 and Pu31Rh20 // Acta Crystallographica B. 1977. V. 33. P. 2620–2627.
  7. Cromer D.T. Plutonium-rhodium Pu5Rh4. The crystal structures of the compounds Pu5 Rh4 and Pu5Ir4 // Acta Crystallographica B. 1977. V. 33. P. 1993–1995.
  8. Kutaitsev V.I., Chebotarev N.T., Andrianov M.A., Konev V.N.,Lebedev I.G., Bagrova V.I., Beznosikova A.V., Kruglov A.A., Petrov P.N., Smotritskaya E.S. Phase diagrams of plutonium with metals of groups IIA, IVA, VIII, and IB // Soviet Atomic Energy. 1967. V. 23. P. 1279–1287.
  9. Erdman B., Keller C. The preparation of actinide (+ zirconium and hafnium) – noble metal alloy phases by coupled reductions // Inorganic and Nuclear Chemistry Letters. 1971. V. 7. P. 675–683.
  10. Kutaitsev V.I., Chebotarev N.T., Lebedev I.G., Andrianov M.A., Konev V.M., Menshikova T.S. Phase diagrams of plutonium with metals of groups IIA, IVA, VIII, and IB // Plutonium 1965, Proc. Int. Conf. 1967. P. 420–449. Atomnaya Energiya. 1967. V. 23 P. 511–519.
  11. Land C.C., Peterson D.E., Roof R.B. Phase invetigations of the Pu–Pt, Pu–Rh, and Pu–Pt–Rh systems // Journal of Nuclear Materials. 1978. 75. P. 262-273
  12. Erdman B., Keller C. Noble metal alloy phases, preparation and properties // Journal of Solid State Chemistry. 1973. 7. P. 40-48
  13. Land C.C., Peterson D.E., Roof R.B. Phase investigations of the Pu–Pt, Pu–Rh, and Pu–Pt – Rh systems // Journal of Nuclear Materials. 1978. 75. P. 262–273.
  14. Lawson A.C. Jr., Williams A., Huber J.G., Roof R.B. Jr. Magnetic structure of UPt // Journal of the Less-Common Metals. 1986. V. 120. P. 113–122.
  15. Degtyareva O., McMahon M.I., Nelmes R.J. Crystal structure of the high pressure phase of bismuth Bi-III // Materials Science Forum. 2001. V. 378. P. 469–474.
  16. Ilyushin G.D. New Cluster Precursors K5 Pyramids and K4 Tetrahedra for Self-Assembly of Crystal Structures of Mn4(ThMn4)(Mn4)-tI26, Mn4(CeCo4)(Co4)-tI26, and MoNi4-tI10 Families // Crystallography Reports. 2022. V. 67. Issue 7. P. 1088–1094.
  17. 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.
  18. 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.
  19. 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.
  20. Ilyushin G. D. Intermetallic Compounds CsnMk (M = Na, K, Rb, Pt, Au, Hg, Te): Geometrical and Topological Analysis, Cluster Precursors, and Self-Assembly of Crystal Structures // Crystallography Reports. 2022 V. 67. Iss. 7. P. 1075–1087.
  21. 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.

© В.Я. Шевченко, Г.Д. Илюшин, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах