Method Article

שילוב של מצב מוצק וטכניקות מבוססות פתרון: סינתזת תגובתיות של Chalcogenidoplumbates (II או IV)

DOI:

10.3791/54789

December 29th, 2016

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מוצגת הסינתזה של chalcogenidoplumbates (II,IV) באמצעות הפחתה באתרה של "PbCh2" נומינלי (Ch = Chalcogen) ובאמצעות תגובת מצב מוצק ותגובות סולבתרמיות עוקבות. בנוסף, מתוארות תגובתיות של תמיסות plumbate(II), המניבות את הומולוג ה-CO הכבד ביותר הידוע עד כה: ליגנד μ-PbSe.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מופעי "PbCh 2" (Ch = Se, טה) מתקבלים סינתזות מצב מוצק (כלומר, על ידי שילוב של אלמנטים בתנאים אינרטי אמפולות זכוכית סיליקה). הפחתת שלבים כאלה ידי מתכות אלקליות יסודות ב אמינים מקנה chalcogenidoplumbate גבישים (II) מלחים מורכב [PbTe 3] 2 - או [Pb 2 Ch 3] 2 - אניונים, תלוי איזה סוכן sequestering עבור קטיונים קיים: כתר אתרים, כמו 18-כתר-6, או cryptands, כמו [2.2.2] הקריפטה. תגובות של פתרונות של אניונים כזה עם תשואה תרכובות של מתכות מעבר (פולי) אניונים chalcogenide או מעבר-מתכת אשכולות chalcogenide, כולל אחד עם ליגנד μ-PbSe (כלומר, homolog CO הכבד ידוע).

לעומת זאת, את הסינתזה של המצב המוצק של שלב א 'של הרכב הנומינלי "K 2 PbSe 2" על ידי תגובות רצופות של האלמנטים ועל ידי טיפול solvothermal עוקב אמינים מניב את ההובלה האורגנית שאינה תחמוצת / הליד הראשונה (IV) במתחם: מלח של -selenidoplumbate אורתו (IV) אניון [PbSe 4] 4 -. זה היה בלתי צפוי בשל פוטנציאלי החיזור של Pb (IV) ו Se (-II). שיטות כאלה ניתן ליישם בהמשך שילובים יסודות אחרים, המוביל להיווצרות של פתרונות עם [HgTe 2] בינארי 2 - או [bise 3] 3 - אניונים, או סינתזות בקנה מידה גדול של K 2 Hg 2 Se 3 או K 3 bise 3 דרך המסלול של המצב המוצק.

כל התרכובות מאופיינות עקיף יחיד קריסטל רנטגן ניתוח יסודי; פתרונות של מלחים plumbate יכול להיחקר על ידי 205 Pb ו- 77 Se או 127 טכניקות טה NMR. חישובים כימיים קוונטית באמצעות צפיפות שיטות תאוריה פונקציונליות לאפשר השוואות אנרגיה. עוד הם מאפשריםעבור תובנה בתצורה האלקטרונית ובכך, המצב המליט. המולקולרי Rh המכיל תרכובות מסוג Chevrel נמצאו להפגין ערכיויות מעורבות delocalized, ואילו אניונים telluridopalladate דומים הם אלקטרונים-מדויקים; האשכול עם ליגנד μ-PbSe הוא מועדף אנרגטי מעל אנלוגי CO היפותטי, עולים בקנה אחד עם הניסיון הכושל בסינתזה שלו. היציבות רשמית Pb (IV) בתוך [PbSe 4] 4 - אניון נובעת בעיקר התייצבות מתאימה בתוך הסריג הגבישי.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

חלקוגינדי מתכת, כגון SnSe או CuInSe, הם חומרים צדדיים עם מגוון רחב של יישומים, למשל, כמו מוליכים למחצה, ותרמית, או חומרים אופטיקה לא לינארית 1-6. קומפוזיציות יסודות דומות נמצאות בתוך chalcogenidometalates, שם משמשים המתכת נמצאת במצב חמצון חיובי באופן רשמי ומתואמת על ידי ליגנדים chalcogenide השליליים (פולי) להניב מיני anionic הכוללת. שונה מהחומרים האמורים, metalates כזה גם מורכב-יונים נגדיים, אשר מופרדים היטב מסד anionic. קטיונים אופייניים הם (solvated) מתכות אדמה אלקלי או אלקליין, אמוניום, או יונים phosphonium. לרוב, מלחים כאלה עם אניונים chalcogenidometalate יש תכונות פיסיקליות הדומות תרכובות בינארית או משולשות ההור....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

זהירות: תמיד להיות זהירים כאשר עובדים עם חומרים כימיים. החל אמצעי בטיחות משותף, לרבות הניצול המתאים של כפפות, משקפי מגן, וחלוק מעבדה בכל העת. בפרט, להיות מודע לכך שכל תרכובות דנו המכילים יסודות כבדים, כמו גם מקורות היסודות שלהם, הם בעלי רעילות גבוהה. 1,2-diaminoethane הוא נוזל מאכל. מתכות אלקליות ומוצרי מצב מוצק משולשים עשויות להגיב pyrophorically עם אוויר ורטיבות.

הערה: כל המניפולציות מבוצעות באווירה ארגון תוך שימוש בטכניקות Schlenk או שבתא הכפפות תקן תחת הדרה קפדנית אוויר ורטיבות חיצוני. מוצקים או תמיסות המכילים מינים כבד אלמנט metalate או מבשרים נשמרים תחת ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

קיומו של אניון אורתו -selenidoplumbate [PbSe 4] 4 - 23 (ראה איור 1, בפינה ימנית עליונה) אושר על ידי ניסויים עקיפים גביש יחידים, ניתוח יסודי, וחישובים כימיים קוונטים. עידון המבנה הגבישי מאשר את גיאומטרית תיאום tetrahedral כמעט מושלמת, כפי שניתן היה לצפות על הובלה (IV) יון, ואילו חישובי DFT לתרץ את התייצב במרץ ייצוג 1, אשר תורם את היציבות הכוללת של אניון (ראה

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

השילוב של טמפרטורה גבוהה קלסית, תגובות של מצב מוצק עם שיטות פתרון מבוססות מאפשרות לדור והבידוד של תרכובות חדשות כי לא יכול להיות מסונתז רק על ידי אחד המסלולים האלה. למרות, ברוב המקרים, זיהוי ברור אפיון מלא של מיני ביניים קשה או בלתי אפשרי למעשה, הרעיון הכללי הוא פשוט וניתן ליישם במגוון רחב של שילובי יסודות. יתר על כן, התנאי סינטטי בפועל עבור הדור של מתחם מסוים הם די גמיש, ואת הנוכחות של מינים יוניים נוספים ו / או שונה פרופורציות יחסיות של הגורמים המעורבים להשפיע על התשואה, אך לא ה.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו נתמכה על ידי Forschungsgemeinschaft דויטשה (DFG) במסגרת הודות SPP 1708. GT דר Akademie לאופולדינה Nationale Wissenschaften למלגה דוקטורט.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
איתן-1,2-דיאמיןסיגמא-אולדריץ'E26266-2.5L
סידן הידרידסיגמא-אולדריץ'213268-100G
טטרהידרופוראןסיגמא-אולדריץ'401757-1L
נתרןסיגמא-אולדריץ'71172-1 ק"ג
אשלגןסיגמא-אולדריץ'244864-50G
טריס-טריפנילפוספין רודיום כלורידסיגמא-אולדריץ'199982-5G
אקרוס עופרת222625000
סלניוםסיגמא-אולדריץ'209643-50G
18-crown-6אקרוס181561000

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Zhao, L. D., et al. Ultralow thermal conductivity and high thermoelectric figure of merit in SnSe crystals. Nature. 508 (7496), 373-377 (2014).
  2. Chung, I., Kanatzidis, M. G. Metal Chalcogenides: A Rich Source of Nonlinear Optical Materials. Chem. Mater

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Solid state SynthesisSolution based ChemistryChalcogenidoplumbate SynthesisSingle Crystal X ray DiffractionQuantum Chemical CalculationsDensity Functional TheoryChelating AgentsInert Atmosphere TechniquesMetallate Anion FormationTransition Metal Clusters

Related Articles