Термическая эволюция фосфатов и сульфатов с антиперовскитовым типом структуры (тепловое расширение, фазовые переходы)

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Описано термическое поведение природных и синтетических фосфатов и сульфатов с антиперовскитовым типом структуры, в которой в качестве основной структурной единицы выделяется анион-центрированный октаэдр. Приведены примеры термического поведения антиперовскитов: с классическим и гексагональным трехмерным (3D) каркасом (K3SO4F, Rb3SO4F, синтетический аналог когаркоита Na3SO4F, галеит Na15(SO4)5ClF4, шайрерит Na21(SO4)7ClF6); с одномерными (1D) цепочками связанных вершинами и гранями октаэдров (накафит Na2CaPO4F и его синтетический диморф, синтетический аналог мораскоита Na2MgPO4F, нефедовит Na5Ca4(PO4)4F); с кластерами в виде тримеров анион-центрированных октаэдров (синтетический аналог арктита (Na5Ca)Ca6Ba(PO4)6F3). Согласно полученным данным выведены определенные общие закономерности термического расширения в зависимости от структурной топологии и степени термической устойчивости антиперовскитов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. С. Авдонцева

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: m.avdontceva@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. А. Золотарев

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: m.avdontceva@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

М. Г. Кржижановская

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: m.avdontceva@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

С. В. Кривовичев

Санкт-Петербургский государственный университет; Кольский научный центр РАН

Email: m.avdontceva@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург; Апатиты

Список литературы

  1. Sabrowsky A.A., Sitta S., Hippler K. et al. // Acta Cryst. C. 1990. V. 46. P. 736. https://doi.org/10.1107/S010827018900990X
  2. Krivovichev S.V. // Coord. Chem. Rev. 2024. V. 498. P. 215484. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2023.215484
  3. Hidden W.E., Mackintosh J.B. // Am. J. Sci. 1888. V. 36. P. 463.
  4. Pabst A. // Z. Kristallogr. 1934. B. 89. S. 514. https://doi.org/10.1524/zkri.1934.89.1.514
  5. Krivovichev S.V. // Z. Kristallogr. 2008. V. 223. P. 109. https://doi.org/10.1524/zkri.2008.0008
  6. Karwowski Ł., Kusz J., Muszyński A. et al. // Mineral. Mag. 2015. V. 79 (2). P. 387. https://doi.org/10.1180/minmag.2015.079.2.16
  7. Pekov I.V., Zubkova N.V., Agakhanov A.A. et al. // Mineral. Mag. 2023. V. 87 (6). P. 839. https://doi.org/10.1180/mgm.2023.50
  8. Avdontceva M.S., Shablinskii A.P., Krzhizhanovskaya M.G. et al. // Phys. Chem. Miner. 2024. V. 51 (2). 13. https://doi.org/10.1007/s00269-024-01276-7
  9. Avdontceva M.S., Krivovichev S.V., Yakovenchuk V.N. // Minerals. 2021. V. 11 (2). P. 186. https://doi.org/10.3390/min11020186
  10. Khomyakov A.P., Bykova A.V., Kurova T.A. // Int. Geol. Rev. 1983. V. 25 (6). P. 739. https://doi.org/10.1080/00206818309466761
  11. Sokolova E.V., Yamnova N.A., Egorov-Tismenko Y.K. et al. // Sov. Phys. Dokl. 1984. V. 29. P. 5.
  12. Galuskin E.V., Krüger B., Galuskina I.O. et al. // Minerals. 2018. V. 8 (3). P. 109. https://doi.org/10.3390/min8030109
  13. Galuskina I.O., Gfeller F., Galuskin E. et al. // Mineral. Mag. 2019. V. 83 (1). P. 81. https://doi.org/10.1180/minmag.2017.081.095
  14. Galuskin E.V., Gfeller F., Armbruster T. et al. // Mineral. Mag. 2015. V. 79 (5). P. 1061. https://doi.org/10.1180/minmag.2015.079.5.03
  15. Galuskin E.V., Cametti G., Galuskina I.O. et al. // Mineral. Mag. 2024. CNMNC Newsletter 79. Eur. J. Mineral. 36. https://doi.org/10.5194/ejm-36-525-2024
  16. Galuskin E.V., Gfeller F., Galuskina I.O. et al. // Mineral. Mag. 2015. V. 79 (5). P. 1073. https://doi.org/10.1180/minmag.2015.079.5.04
  17. Galuskin E.V., Gfeller F., Galuskina I.O. et al. // Mineral. Mag. 2017. V. 81 (3). P. 499. https://doi.org/10.1180/minmag.2016.080.105
  18. Galuskin E.V., Krüger B., Galuskina I.O. et al. // Am. Mineral. 2018. V. 103 (10). P. 1699. https://doi.org/10.2138/am-2018-6493
  19. Krüger B., Krüger H., Galuskin E.V. et al. // Acta Cryst. B. 2018. V. 74 (6). P. 492. https://doi.org/10.1107/s2052520618012271
  20. Galuskin E.V., Galuskina I.O., Krüger H. et al. // Can. Mineral. 2021. V. 59 (1). P. 191. https://doi.org/10.3749/canmin.2000035
  21. Xia W., Zhao Y., Zhao F. et al. // Chem. Rev. 2022. V. 122 (3). P. 3763. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c00594
  22. Rasaki S.A., Chen Z., Thomas T. et al. // Mater. Res. Bull. 2021. V. 133. 111014. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2020.111014
  23. Hoffmann N., Cerqueira T.F.T., Schmidt J. et al. // Npj. Comput Mater. 2022. V. 8. P. 150. https://doi.org/10.1038/s41524-022-00817-4
  24. Iyo A., Hase I., Fujiihisa H. et al. // Inorg. Chem. 2021. V. 60 (23). P. 18017. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.1c02604
  25. Zang B., Liu X., Kan X. et al. // Mater. Today Commun. 2023. V. 34. 105063. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2022.105063
  26. Kiecana A., Schaefers W., Thijs et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2023. V. 577. 170782. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2023.170782
  27. Wang B.S., Tong Y.P., Sun L.J. et al. // Appl. Phys. Lett. 2009. V. 95. 222509. https://doi.org/10.1063/1.3268786
  28. Li C.C., Wang B.S., Lin S. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2021. V. 323 (17). P. 2223. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2011.03.038
  29. Sullivan E., Avdeev M., Blom D.A. et al. // J. Solid State Chem. 2015. V. 230. P. 279. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2015.07.018
  30. Zhao S., Liao S., Qiu Z. et al. // Ceram. Int. 2023. V. 49 (7). P. 11285. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.11.327
  31. Li M., Zhang X., Xiong Z. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2022. V. 61 (42). E202211151. https://doi.org/10.1002/anie.202211151
  32. Takenaka K., Asano M., Misawa H. et al. // Appl. Phys. Lett. V. 92. Р. 011927. https://doi.org/10.1063/1.2831715
  33. Tan S., Gao C., Wang C. et al. // Dalton Trans. 2020. V. 49. P. 10407. https://doi.org/10.1039/D0DT02221G
  34. Хомяков А.П., Нечелюстов Г.Н., Дорохова Г.И. // Зап. Рос. минерал. о-ва. 1983. Т. 112. № 4. С. 479.
  35. Когарко Л.Н. // Докл. АН СССР. 1961. Т. 139. № 2. С. 435.
  36. Хомяков А.П., Казакова М.Е., Пущаровский Д.Ю. // Зап. Рос. минерал. о-ва. 1980. Т. 109. № 1. С. 50.
  37. Хомяков А.П., Нечелюстов Г.Н., Соколова Е.А. и др. // Зап. Рос. минерал. о-ва. 1992. Т. 121. № 1. С. 105.
  38. Хомяков А.П., Курова Т.А., Чистякова Н. // Зап. Рос. минерал. о-ва. 1983. Т. 112. С. 456.
  39. Pabst A., Sawyer D.L., Switzer G. // Am. Mineral. 1955. V. 66. P. 1658.
  40. Foshag W.F. // Am. Mineral. 1931. V. 16. P. 133.
  41. Avdontceva M.S., Krzhizhanovskaya M.G., Krivovichev S.V. et al. // J. Solid State Chem. 2023. V. 319. 123779. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2022.123779
  42. Авдонцева М.С., Золотарев А.А., Кривовичев С.В. // Физика и химия стекла. Т. 50. № 2. С. 214. https://doi.org/10.31857/S0132665124020098
  43. Bolling S.D., Reynolds J.G., Ely T.M. et al. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2019. V. 323. P. 329. https://doi.org/10.1007/s10967-019-06924-9
  44. Avdontceva M.S., Zolotarev A.A., Krivovichev S.V. // J. Solid State Chem. 2015. V. 231. P. 42. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2015.07.033
  45. Skakle J.M.S., Fletcher J.G., West A.R. // J. Chem Soc. Dalton Trans. 1996. V. 12. P. 2497. https://doi.org/10.1039/DT9960002497
  46. Downs R.T. // Rev. Mineral. Geochem. 2000. V. 41. P. 61. https://doi.org/10.2138/rmg.2000.41.3
  47. Sheldrick G.M. // Acta Cryst. C. 2015. V. 71. P. 3. https://doi.org/10.1107/S2053229614024218
  48. Dolomanov O.V., Bourhis L.J., Gildea R.J. et al. // Appl. Cryst. 2009. V. 42. P. 339. http://dx.doi.org/10.1107/S0021889808042726
  49. Бубнова Р.С., Фирсова В.А., Филатов С.К. // Физика и химия стекла. 2013. Т. 39. № 3. С. 347.
  50. Momma K., Izumi F. // Appl. Cryst. 2011. V. 44. P. 1272. http://dx.doi.org/10.1107/S0021889811038970
  51. Glazer A.M. // Acta Cryst. B. 1972. V. 28. P. 3384. https://doi.org/10.1107/S0567740872007976
  52. Avdontceva M.S., Zolotarev A.A., Shablinskii A.P. et al. // Symmetry. 2023. V. 15 (10). P. 1871. https://doi.org/10.3390/sym15101871
  53. Albrecht R., Menning H., Doert T. et al. // Acta Cryst. E. 2020. V. 76 (10). P. 1638. https://doi.org/10.1107/S2056989020012359
  54. Avdontceva M.S., Krzhizhanovskaya M.G., Krivovichev S.V. et al. // Phys. Chem. Miner. 2015. V. 42. P. 671. https://doi.org/10.1007/s00269-015-0753-x
  55. Krivovichev S.V., Yakovenchuk V.N., Ivanyuk G.Yu. et al. // Can. Mineral. 2007. V. 45 (4). P. 915. https://doi.org/10.2113/gscanmin.45.4.915
  56. Sokolova E., Kabalov Yu.K., Ferraris G. et al. // Can. Mineral. 1999. V. 37 (1). P. 83.
  57. Nuss J., Mühle K., Hayama V. et al. // Acta Cryst. B. 2015. V. 71. P. 300. https://doi.org/10.1107/S2052520615006150
  58. Krivovichev S.V. // Mineral. Mag. 2013. V. 77. P. 275. https://doi.org/10.1180/minmag.2013.077.3.05
  59. Krivovichev S.V. // Angew. Chem. Int. Ed. 2014. V. 53. P. 654. https://doi.org/10.1002/anie.201304374
  60. Krivovichev S.V., Krivovichev V.G., Hazen R.M. et al. // Mineral. Mag. 2022. V. 86. P. 183. https://doi.org/10.1180/mgm.2022.23
  61. Филатов С.К. // Кристаллография. 2011. Т. 56. С. 1019.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Кристаллические структуры: Na3OCl, октаэдр [ONa6] (а); сульфогалита Na6(SO4)2FCl, октаэдры [FNa6] и [ClNa6] связаны общими вершинами (б).

Скачать (28KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Проекции на плоскость (010) кристаллических структур: стрэчерита BaCa12(SiO4)4(PO4)2F2O (группа задовита) (а); араваита BaCa12(SiO4)4(PO4)2F2O (б); ариегилатита BaCa12(SiO4)4(PO4)2F2O (группа арктита) (в). Пунктирной линией показаны анион-центрированные модули.

Скачать (62KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Кристаллические структуры низко- и высокотемпературной модификаций K3SO4F (a) и Rb3SO4F (б) в проекциях на плоскости (010) и (001) и коэффициенты термического расширения для обоих соединений.

Скачать (51KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Кристаллические структуры низко- и высокотемпературной модификаций когаркоита (a), шайрерита (б), галеита (в) и коэффициенты термического расширения.

Скачать (67KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Кристаллические структуры полиморфных модификаций Na2CaPO4F в проекции на плоскость (010) (a, б) и мораскоита (в), а также коэффициенты термического расширения.

Скачать (83KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Кристаллическая структура нефедовита в проекции на плоскости (001) и (010), коэффициенты тензора термического расширения (a), разворот тетраэдров в кристаллической структуре нефедовита (б).

Скачать (61KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Кристаллическая структура арктита в проекции на плоскость (010) и коэффициенты термического расширения. Пунктирной линий показан тример анион-центрированных октаэдров.

Скачать (41KB)
Метаданные

Примечание

К 100-летию кафедры кристаллографии Санкт-Петербургского государственного университета


© Российская академия наук, 2025

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».