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 Доступ платный или 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