COHERENCE ASSEMBLY IN STRUCTURES WITH HEAVY METAL CLUSTERS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A crystallographic analysis of two structures, monoclinic Nа8[{Re4(PO)4}(CN)12]⋅18H2O⋅CH3OH (I) and orthorhombic [(C6H5)4P]4 [Ta6I12(CN6)] (II), in which clusters of heavy atoms are significantly rarefied in space, so that their mutual arrangement cannot be explained only in terms of chemical interaction, has been performed. In structure I the crystallographic planes with a high atomic density (“skeletal” planes) are located in the regions with dhkl = 10–5.5 Å and dhkl < 3 Å. The planes in which atomic groups [Re4(PO)4] (playing the role of unified bulk objects) are concentrated are in fact selected in the first region. In the second region, ordering is implemented at the level of individual atoms. A crystallographic analysis showed that the structure basis is determined by the sites of heavy Re cations. A striking fact is that there are 1152 subcells and only 32 Re atoms per unit cell in this structure; i.e., only the fraction of 1/144 provides the basis of structure stability. In structure II “skeletal” planes are also absent in the range of dhkl from ∼7 to ∼4 Å. The planes in the range of large dhkl characterize cluster ordering, whereas the planes in the range of small dhkl characterize ordering of separate atoms. The geometry and local symmetry of the cluster group (Та6 octahedron) dictates the basis of translational symmetry—unified sublattice of sites, most of which are free of these atoms. The considered structures demonstrate the key role of heavy atoms in the formation of translational symmetry—the fundamental difference of the crystalline state from other condensed states. The newly formed structure retains partially local symmetry of cores (templates) of atomic groups, bound by strong chemical interactions, including the interactions between heavy and light atoms. The process of formation of a crystal structure from randomly oriented and randomly located templates—coherence assembly—is implemented according to the laws of dynamics of elastic media, where masses of atoms rather than their chemical characteristics are important.

About the authors

N. V. Pervukhina

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, 630090 Russia

Email: pervukh@niic.nsc.ru
Россия, Новосибирск

S. V. Borisov

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, 630090 Russia

Email: pervukh@niic.nsc.ru
Россия, Новосибирск

S. A. Magarill

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, 630090 Russia

Author for correspondence.
Email: pervukh@niic.nsc.ru
Россия, Новосибирск

References

  1. O'Keeffe M., Hyde B.G. // Phylosoph. Trans. Royal Soc. L., Mathemat. Phys. Sci. 1980. V. 295. P. 553.
  2. Delgado-Friedrichs O., O’Keeffe M. // Acta Cryst. A. 2003.V. 59. P. 351.
  3. Eon J.-G. // Acta Cryst. A. 2011. V. 67. P. 68.
  4. Yaghi O.M., O’Keeffe M., Ockwig N.W. et al. // Nature. 2003. V. 423. P. 705.
  5. Ockwig N.W., Delgado-Friedrichs O., O’Keeffe M. // Accts. Chem. Res. 2005. V. 38. P. 176.
  6. Yaghi O.M., O’Keeffe M., Kanatzidis M. // J. Solid State Chem. 2000. V. 152. P. 1.
  7. O'Keeffe M., Hyde B.G. // Phylosoph. Trans. Royal Soc. L. Mathemat. Phys. Sci. 1980. V. 295. P. 553.
  8. Delgado-Friedrichs O., Foster M.D., O’Keeffe M. et al. // Solid State Chem. 2005. V. 178. P. 2533.
  9. Пирсон У. Кристаллохимия и физика металлов и сплавов. М.: Мир, 1977. 472 с.
  10. Крипякевич П.И. Структурные типы интерметаллических соединений. М.: Наука, 1977. 288 с.
  11. Смирнова Н.Л. О некоторых фундаментальных элементах в частях кристаллического пространства. Кристаллохимия минералов. Л.: Наука, 1981. 109 с.
  12. Близнюк Н.А., Борисов С.В. // Журн. структур. xимии. 1992. Т. 33. С. 145.
  13. Ferraris G., Makovicky E., Merlino S. Crystallography of Modular Materials. Oxford University Press, 2004. 400 p.
  14. Moëlo Y., Makovicky E., Mozgova N.N. et al. // Eur. J. Mineral. 2008. V. 20. P. 7.
  15. Borisov S.V., Magarill S.A., Pervukhina N.V. // Russ. Chem. Rev. 2015. V. 84. № 4. P. 393.
  16. Борисов С.В. // Журн. структур. химии. 1992. Т. 33. № 6. С. 123.
  17. Борисов С.В., Магарилл С.А., Первухинa Н.В. Алгоритмы и практика кристаллографического анализа атомных структур. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. 111 с.
  18. Evans N.T. // Perspectives Struct. Chem. 1971. V. 4. P. 1.
  19. Борисов С.В., Клевцова Р.Ф., Магарилл С.А. и др. // Журн. структур. химии. 2002. Т. 43. № 4. С. 664.
  20. Борисов С.В., Магарилл С.А., Первухина Н.В. // Журнал структур. химии. 2014. Т. 55. № 3. С. 500.
  21. Nyman M. // Dalton Trans. 2011. V. 40. P. 8049.
  22. Борисов С.В., Магарилл С.А., Первухина Н.В. // Кристаллография. 2011. Т. 56. № 6. С. 1001.
  23. Пронин А.С., Брылев K.A., Штребеле M. и др. // Журн. структур. химии. 2021. Т. 62. № 7. С. 1157.
  24. Brandenburg K. DIAMOND. 2012. Crystal Impact GbR, Bonn, Germany.
  25. Борисов С.В., Магарилл С.А., Первухина Н.В. // Журн. структур. химии. 2019. Т. 60. № 8. С. 1243.
  26. Громилов С.А., Быкова E.A., Борисов С.В. // Кристаллография. 2011. Т. 56. № 6. С. 1013.
  27. Shamshurin M.V., Mikhaylov M.A., Sukhikh T. et al. // Inorg. Chem. 2019. V. 58. P. 9028.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (707KB)
3.

Download (612KB)
4.

Download (710KB)
5.

Download (719KB)

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».