一種新型化合物羥基釩酸鍶的合成晶體結(jié)構(gòu)

房宏偉（中化地質(zhì)礦山總局河北地質(zhì)勘查院，河北石家莊 050031）

一種新型化合物羥基釩酸鍶的合成晶體結(jié)構(gòu)

房宏偉（中化地質(zhì)礦山總局河北地質(zhì)勘查院，河北石家莊 050031）

釩酸鹽簇化合物由于具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性和潛在的電化學(xué)性能而備受關(guān)注，我們利用水熱合成法制備了一種新型釩酸鹽化合物SrVO3(OH)，并用單晶X射線衍射分析其晶體結(jié)構(gòu)?；衔颯rVO3(OH)是斜方晶系，空間群為C2/c（No.15），晶胞學(xué)參數(shù)為a=14.8607(10)?，b=7.0334(4)?，c=7.3709 (5)?，β=103.47(0)°，V=749.22(90)?3，Z=4,Rgt(F)= 0.0241，wRref(F2)=0.0507。

釩酸鹽；單晶；結(jié)構(gòu)；水熱合成法

V-O簇化合物由于具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性和潛在的電化學(xué)性能而備受關(guān)注，近年來已經(jīng)成為了研究熱點(diǎn)[1-4]。目前，已經(jīng)有四種釩酸鍶氧化物或釩酸鍶水合物被報(bào)道出來，Sr(VO3)2(H2O)4[5]，Sr0.333(V4O9)(H2O)[6]，Sr3(V10O28)(H2O)22[7]和Sr5(VO4)3(OH)[8]。水熱合成法設(shè)備簡單，原料易得，而且這種高溫、高壓、密封的特殊液相反應(yīng)條件，能夠使低熔點(diǎn)化合物、高蒸氣壓且不能在融體中生成的物質(zhì)、高溫分解相的物質(zhì)晶化生成，往往能夠制得一些結(jié)構(gòu)新穎奇特的新化合物。為了豐富V-O簇化合物，我們使用水熱合成法制備了一種新的釩酸鍶化合物SrVO3(OH)。并使用了單晶衍射儀確定了它的晶體結(jié)構(gòu)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

反應(yīng)原料為分析純的V2O5和SrCO3，均購買自上海國藥試劑廠。SrVO3(OH)是水熱反應(yīng)法制備的。將V2O5和SrCO3按照摩爾比V:Sr=1：3溶于10ml的蒸餾水，放入25ml的聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，密封，在448 K的溫度下反應(yīng)72小時(shí)。然后以5℃/h降溫至室溫。取出反應(yīng)釜，就得到少量無色的棱柱形SrVO3(OH)單晶。

圖1.化合物SrVO3(OH)的不對稱單元

圖2.化合物SrVO3(OH)的晶胞圖

表1.原子坐標(biāo)

表2 鍵長數(shù)據(jù)

2 單晶結(jié)構(gòu)分析

KPr(MoO4)2的單晶衍射數(shù)據(jù)由X射線面探衍射儀（Smart Apex2 CCD，Mo-Kα radiation,λ=0.71073 ?）在室溫下以ω掃描方式收集完成。數(shù)據(jù)經(jīng)SAINT還原，使用Multi-scan方法進(jìn)行吸收校正后被用于結(jié)構(gòu)解析。單晶結(jié)構(gòu)解析通過SHELX-97程序包在PC計(jì)算機(jī)上完成，采用直接法確定重原子Sr，V的坐標(biāo)，其余原子的坐標(biāo)則是由差傅立葉合成法給出，對所有原子的坐標(biāo)和各向異性熱參數(shù)進(jìn)行基于F2的全矩陣最小二乘方平面精修至收斂。詳細(xì)的原子坐標(biāo)如表1所示。

3 SrVO3(OH)的晶體結(jié)構(gòu)

SrVO3(OH)屬于斜方晶系，它的空間群為C2/c（No.15），a= 14.8607(10)?，b=7.0334(4)?，c=7.3709(5)?，β=103.47 (0)°，V=749.22(90)?3，Z=4,Rgt(F)=0.0241，wRref(F2)= 0.0507。

SrVO3(OH)晶體的結(jié)構(gòu)是非對稱的，包含了一個(gè)Sr（II）原子，一個(gè)V(V)原子和五個(gè)O原子，如圖1所示。其中，V1原子被四個(gè)O原子包圍，形成了VO4四面體機(jī)構(gòu)。兩個(gè)VO4四面體通過一個(gè)O1原子連接起來進(jìn)一步形成V2O7集團(tuán)。其中值得一提的是，V1-O1的共價(jià)鍵鍵長(1.808(2)?)要明顯長于V1-O2,V1-O3和V1-O4之間的共價(jià)鍵鍵長，后三者分別是1.689(2)?，1.671(2)?和1.686(2)?。詳細(xì)的鍵長鍵角數(shù)據(jù)如表2所示。

V2O7基團(tuán)相互分離，并沿著同一方向排布在結(jié)構(gòu)中，V2O7基團(tuán)中的空隙由Sr原子填充，通過Sr2+離子與V2O7基團(tuán)中的O2-離子的離子鍵作用相互連接，每個(gè)Sr2+離子與9個(gè)O2-配位，鍵長位于2.5～2.9 ?之間，具體的排布方式如下圖2所示。

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