K4Cu2+Cu+2Cl8 ∙2H2O: новое нецентросимметричное смешанновалентное соединение меди и его сравнение с минералами
Корняков И. В., Кривовичев С. В.
Записки РМО. 2021. Т. 150. № 5. С.103-114
https://doi.org/10.31857/S0869605521050026
Полный текст доступен на eLibrary.ru
Язык: Английский
Аннотация
Красновато-коричневые кристаллы нового соединения K4Cu2+Cu+2Cl8 ∙2H2O были получены методом химических транспортных реакций. Кристаллическая структура (a = 9.0472(5), b = 11.5591(4), c = 9.1786(5) Å, β = 118.692(7)°, V = 842.01(9) Å3) решена с использованием монокристальной дифракции и уточнена до R1 = 0.039 для 4369 независимых рефлексов. Кристаллическая структура соединения содержит анионные цепочки [Cu2+Cu2+ Cl8]4–, вытянутые вдоль оси a и связанные посредством ионов K+ и молекул H2O. В структуре имеется три позиции меди. Позиции Cu1 и Cu3 заселены одновалентными катионами Cu+ и координированы четырьмя атомами Cl с длинами связей Cu–Cl в диапазоне 2.309–2.441 Å. Тетраэдры (Cu1Cl4) и (Cu3Cl4) связаны общим ребром Cl…Cl с образованием димера (Cu2Cl6) с весьма коротким расстоянием Cu…Cu, равным 2.585 Å. Теоретический анализ распределения электронной плотности показывает отсутствие связывающего взаимодействия между соседними Cu-центрами. Димеры связываются в одномерные цепочки через атомы Cu2, находящиеся в октаэдрической координации. Исходя из координационной геометрии и расчетов валентностей связей, позиция Cu2 заселена ионами Cu2+.Позиции K1 и K2 координированы семью атомами Cl с образованием тригональной призмы (KCl7) с одним колпачком. В отличие от этого, позиции K3 и K4 имеют восьмерную тригонально-призматическую координацию с двумя колпачками, состоящую из шести атомов Cl и двух молекул H2O. Цепочки [Cu2+ Cl8]4– связаны через взаимодействия K–Cl и K–H2O, а также водородные связи H2O---Cl. Нецентросимметричный характер структуры создается за счет смещения соседних цепочек друг относительно друга в направлении оси a. Соединение химически близко к вулканическим минералам авдониниту K2Cu5Cl8(OH)4 · 2H2O, митчерлихиту K2CuCl4 ∙2H2O и романорловиту K11Cu9Cl25(OH)4 ∙2H2O, но отличается от них смешанновалентным характером. Структура изученного соединения имеет среднюю сложность, характерную для вторичных фаз на фумарольных полях, что определяет потенциальную возможность его образования на фумаролах.
Ключевые слова: смешанная валентность, нецентросимметричные соединения, вулканические фумаролы, структурная сложность