Нейтронографическое исследование структуры кристаллов водородсодержащих соединений на станции МОНД НИЦ КИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С использованием нейтронографических методов, реализованных на введенной в строй экспериментальной станции монокристальной дифракции МОНД, установленной на пучке тепловых нейтронов реактора ИР-8 НИЦ “Курчатовский институт”, проведены исследования кристаллов водородсодержащих соединений Cs4(HSO4)3(H2PO4) и NH4Cl∙2H2SeO3. Полученные результаты демонстрируют возможности методик для локализации с высокой точностью атомов водорода и характеризации систем водородных связей, информация о которых необходима для установления корреляций между атомной, реальной структурой и физико-химическими свойствами исследуемых кристаллов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. П. Макарова

НИЦ “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: makarova@crys.ras.ru

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

Н. Н. Исакова

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: makarova@crys.ras.ru
Россия, Москва

А. И. Калюканов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: makarova@crys.ras.ru
Россия, Москва

С. М. Аксенов

Кольский научный центр РАН

Email: makarova@crys.ras.ru
Россия, Апатиты

Д. О. Чаркин

Кольский научный центр РАН; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: makarova@crys.ras.ru

Faculty of Chemistry, Lomonosov Moscow State University

Россия, Апатиты; Москва

О. И. Сийдра

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Санкт-Петербургский госуданственный университет

Email: makarova@crys.ras.ru

Институт наук о Земле, Санкт-Петербургский госуданственный университет

Россия, Москва; Санкт-Петербург

А. Л. Толстихина

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: makarova@crys.ras.ru

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

Р. В. Гайнутдинов

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: makarova@crys.ras.ru

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

В. А. Коморников

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: makarova@crys.ras.ru

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

Список литературы

  1. Pimentel G.C., McClellan A.L. The Hydrogen Bond. San Francisco: W.H. Freeman, 1960. 475 p.
  2. Сборник статей “Водородная связь” / Ред. Соколов Н.Д., Чулановский В.М. М.: Наука, 1964. 340 с.
  3. Desiraju G.R., Steiner Th. The Weak Hydrogen Bond in Structural Chemistry and Biology. Oxford: Oxford University Press, UK, 1999. 507 p.
  4. Gilli G., Gilli P. The Nature of the Hydrogen Bond. IUCr book series. Oxford: Oxford University Press, UK, 2009. 318 p.
  5. International Tables for X-Ray Crystallography. V. C. / Ed. Prince E. Dordrecht; Boston; London: Kluwer Academic Publishers, 2004.
  6. Лашкарёв В.Е., Усыскин И.Д. // ЖЭТФ. 1933. Т. 3. № 6. С. 510.
  7. Вайнштейн Б.К., Пинскер З.Г. // Докл. АН СССР. 1949. Т. 64. № 1. С. 49.
  8. Вайнштейн Б.К. Структурная электронография. М.: Изд-во АН СССР, 1956. 342 с.
  9. Шулль К.Г. // Успехи физ. наук. 1995. Т. 165. № 12. С. 1399. https://doi.org/10.3367/UFNr.0165.199512e.1399
  10. Bacon G.E., Pease R.S. // Proc. R. Soc. London. A. 1953. V. 220. P. 397. https://www.jstor.org/stable/99335
  11. Bacon G.E., Pease R.S. // Proc. R. Soc. London. A. 1955. V. 230. P. 359. https://www.jstor.org/stable/99737
  12. Bacon G.E. // Ferroelectrics. 1987. V. 71. P. 77. https://doi.org/10.1080/00150198708224831
  13. Nelmes R.J. // Ferroelectrics. 1987. V. 71. P. 87. https://doi.org/10.1080/00150198708224832
  14. Nelmes R.J., Tun Z., Kuhs W.F. // Ferroelectrics. 1987. V. 71. P. 125. https://doi.org/10.1080/00150198708224833
  15. Sakata M., Harada I., Cooper M.J., Rouse K.D. // Acta Cryst. A. 1980. V. 36. P. 7. https://doi.org/10.1107/S0567739480000022
  16. Hutton J., Nelmes R.J. // J. Phys. C. 1981. V. 14. P. 1713. https://doi.org/10.1088/0022-3719/14/12/006
  17. Schulz Н., Zucker U.H. // Solid State Ionics. 1981. V. 5. P. 41. https://doi.org/10.1016/0167-2738(81)90192-2
  18. Schulz H. // Ann. Rev. Mater. Sci. 1982. V. 12. P. 351.
  19. Шевырев А.А., Мурадян Л.А., Заводник B.E. и др. // Кристаллография. 1980. Т. 25. Вып. 3. С. 555.
  20. Мурадян Л.А., Сирота М.И., Макарова И.П., Симонов В.И. // Кристаллография. 1985. Т. 30. Вып. 2. С. 258.
  21. Аксенов В.Л., Балагуров А.М. // Успехи физ. наук. 1996. Т. 166. № 9. С. 955. https://doi.org/10.3367/UFNr.0166.199609e.0955
  22. Озеров Р.П. // Успехи физ. наук. 1997. Т. 167. № 5. С. 541. https://doi.org/10.3367/UFNr.0167.199705f.0541
  23. Аксенов В.Л., Балагуров А.М. // Успехи физ. наук. 2016. Т. 186. № 3. С. 293. https://doi.org/10.3367/UFNr.0186.201603e.0293
  24. Weber I.T., Waltman M.J., Mustyakimov M. et al. // J. Med. Chem. 2013. V. 56. № 13. P. 5631. https://doi.org/10.1021/jm400684f
  25. Балагуров А.М., Бобриков И.А., Самойлова Н.Ю. и др. // Успехи химии. 2014. Т. 83. № 12. С. 1120. https://doi.org/10.1070/RCR4473
  26. Калюканов А.И., Исакова Н.Н. // Сб. тез. Конф. по использованию рассеяния нейтронов в исследовании конденсированных сред. Екатеринбург, 25–28 сентября 2023 г. С. 88 (285 с.) https://rniks2023.imp.uran.ru/sites/default/files/file_site/RNIKS-2023-book_2.pdf
  27. Duisenberg A.J.M. // J. Appl. Cryst. 1992. V. 25. P. 92. https://doi.org/10.1107/S0021889891010634
  28. Duisenberg A.J.M., Kroon-Batenburg L.M.J., Schreurs A.M.M. // J. Appl. Cryst. 2003. V. 36. P. 220. https://doi.org/10.1107/S0021889802022628
  29. Caglioti G., Pompa F. // Il Nuovo Cimento. B. 1966. V. 46. P. 248. https://doi.org/10.1007/BF02711425
  30. Fraser R.D.B., Macrae T.P., Suzuki E., Tulloch P.A. // J. Appl. Cryst. 1977. V. 10. P. 64. https://doi.org/10.1107/S0021889877012837
  31. Исакова Н.Н., Калюканов А.И., Макарова И.П., Эм В.Т. // Кристаллография. 2025. Т. 70. № 3. С. 355. https://doi.org/10.31857/S0023476125030017
  32. Petříček V., Dušek M., Palatinus L. // Z. Kristallogr. 2014. V. 229. P. 345. https://doi.org/10.1515/zkri-2014-1737
  33. Brandenburg K., Putz H. DIAMOND, Version 3. Crystal Impact GbR, Bonn, Germany. 2005.
  34. Макарова И.П. // ФТТ. 2015. Т. 57. № 3. С. 432. https://doi.org/10.1134%2FS1063783415030117
  35. Selezneva E., Makarova I., Gainutdinov R. et al. // Acta Cryst. B. 2023. V. 79. P. 46. https://doi.org/10.1107/S2052520622011751
  36. Коморников В.А., Гребенев В.В., Макарова И.П. и др. // Кристаллография. 2016. Т. 61. № 4. С. 645. https://doi.org/10.1134/S1063774516040106
  37. Markovski M.R., Siidra O.I., Charkin D.O. et al. // Z. Krist. 2020. V. 235. P. 553. https://doi.org/10.1515/zkri-2020-0062
  38. Wang H., Hu Z., Wang J. et al. // Inorg. Chem. 2023. V. 62. P. 557. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.2c03787
  39. Zhu M., Wang J., Hou L. et al. // Inorg. Chem. 2024. V. 63. P. 2289. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.3c04371
  40. Makarova I.P. Isakova N.N., Kalyukanov A.I. et al. // Acta Cryst. B. 2024. V. 80. P. 46. https://doi.org/10.1107/S2052520624003470
  41. Гайнутдинов Р.В., Толстихина А.Л., Макарова И.П., Коморников В.А. // Кристаллография. 2024. Т. 69. № 3. С. 470. https://doi.org/10.1134/S1063774524600522

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Подготовленный для нейтронографического эксперимента монокристалл Cs4(HSO4)3(H2PO4).

Скачать (122KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Кристаллы Cs4(HSO4)3(H2PO4): распределение разностной ядерной плотности, вычисленное без учета атомов водорода. Показаны позиции атомов S, P и O, расположенные вблизи сечения, а также водородные связи, соединяющие тетраэдрические группы. Интервал между изолиниями 0.3 фм/Å3.

Скачать (252KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Кристаллы Cs4(HSO4)3(H2PO4): а – атомная структура, показаны группы SO4 и (P,S)O4, связанные водородными связями, и плоскости (100), проходящие через динамически разупорядоченные водородные связи O4–H3∙∙∙O6; б – рельеф скола кристаллического образца; в – вольт-амперные характеристики образцов, измеренные параллельно (1) и перпендикулярно (2) оси a при 296 К.

Скачать (537KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Кристаллы NH4Cl∙2H2SeO3: а – основной мотив структуры; б – распределение разностной ядерной плотности, вычисленное без учета атомов водорода, в сечении z = 0.41 (вблизи позиций атомов H1a, H1c и H1d группы NH4). Показаны две ориентации группы NH4, а также расположенные вблизи сечения позиции атомов O и водородные связи N–H∙∙∙O. Изолинии проведены через 0.5 фм/Å3.

Скачать (257KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025