Отрицательное термическое расширение β-Rb₂SO₄

Объект исследования. Низкотемпературная модификация сульфата β-Rb2SO4 (Pmcn). Цель. Низкотемпературное исследование термического расширения β-Rb2SO4 методом порошковой терморентгенографии в сопоставлении с кристаллической структурой, а также трактовка анизотропии термического расширения β-Rb2SO4. Методы. Порошковая рентгенография, порошковая терморентгенография. Результаты. Методом низкотемпературной порошковой терморентгенографии впервые изучено термическое расширение сульфата β-Rb2SO4 в сопоставлении с кристаллической структурой. Фазовый состав подтверждался методом порошковой рентгеновской дифракции. Термическое расширение β-Rb2SO4 практически изотропно. В интервале температур от –177 до –140°C сульфат испытывает отрицательное термическое расширение. Дальнейшее повышение температуры ведет к изменению термического расширения – оно становится положительным. Предложено рассматривать кристаллическую структуру сульфата β-Rb2SO4 как смешанный каркас [RbSO4]–1, который, в свою очередь, состоит из фундаментальных строительных единиц (микроблоков) Rb(SO4)6. В интервале температур от комнатной до –100°С максимальное расширение сульфата β-Rb2SO4 происходит вдоль оси a. Минимальное термическое расширение наблюдается вдоль оси c, вдоль направления простирания колонн, состоящих из микроблоков (αa = 65.4(3)∙10–6°C–1, αb = 59.7(2)∙10–6°C–1, αc = 58.6(2)∙10–6°C–1 при 25°C). В интервале температур –177…–140°C термическое расширение отрицательно по всем трем направлениям (αa = –10.3(3)∙10–6°C–1, αb = –8.6(2)∙10–6°C–1, αc = –9.7(2)∙10–6°C–1 при –170°C). Выводы. Впер вые изучено термическое расширение сульфата β-Rb2SO4 в низкотемпературном интервале (–177…–25°C), дана его структурная трактовка, проведено сопоставление с термическим расширением изоструктурного β-K2SO4.

сульфат рубидия, отрицательное термическое расширение, порошковая терморентгенография