Titelaufnahme

Titel
Synthesis, characterization and crystal structures of novel alkaline earth oxotellurates / Berthold Stöger
VerfasserStöger, Berthold
Begutachter / BegutachterinWeil , Matthias ; Tillmanns, Ekkehart
Erschienen2010
UmfangXVI, 252 S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Diss., 2010
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Tellurate / Röntgenbeugung / Order/Disorder-Theorie / Überstrukturen
Schlagwörter (EN)Tellurates / X-ray diffraction / Order/Disorder-theory / Superstructures
Schlagwörter (GND)Oxotellurate / Erdalkaliverbindungen / Chemische Synthese / Kristallstruktur
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-37679 Persistent Identifier (URN)
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Synthesis, characterization and crystal structures of novel alkaline earth oxotellurates [8.36 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Erdalkalioxotellurate besitzen interessante kristallchemische und physikalische Eigenschaften.

da nur spärliche Information über ihre Strukturchemie wurde der Schwerpunkt dieser Arbeit auf die Synthese und strukturelle Charakterisierung von Phasen im System M/Te/O/X (M=Mg, Ca, Sr, Ba; X=Cl, Br, OH, NO3) gelegt.

Die Tellurate(IV) alpha-, beta-, beta'- und gamma-CaTeO3 wurden synthetisiert und mittels Röntgenbeugung (XRD) charakterisiert.

Die Tieftemperaturphase alpha-CaTeO3 unterscheidet sich strukturell grundlegend von den Hochtemperaturphasen, die eng miteinander verwandt sind.

gamma-CaTeO3 kann als OD-Struktur, bestehend aus zwei Arten apolarer Schichten beschrieben werden.

gamma-CaTeO3 bestehen aus zwei Polytypen mit maximalem Ordnungsgrad (MDO).

beta-CaTeO3 besitzt einen Phasenübergang bei 293 K.

Die Hoch- und Tieftemperaturmodifikationen (beta and beta') können als dreifache Überstruktur, basierend auf dem MDO$_1$ Polytyp von $\gamma$-CaTeO$_3$, angesehen werden.

Einkristalle und einphasige mikrokristalline Proben von festen Lösungen mit Zusammensetzung Ca$_x$\-Sr$_ H2O, OH) erhalten.

Die eng verwandten Strukturen von Sr4Te4O11Br2 and Sr4Te4O11(NO3)2 können mittels einer erweiterten OD-Theorie als bestehend aus Stäben und als vierfache Überstrukturen beschrieben werden.

Ca3Te3O8Cl2.H2O besitzt ein verwandtes Ca/Te/O-Netzwerk, welches allerdings verzerrt ist, und wurde daher als OD-Struktur bestehend aus zwei Arten von Schichten beschrieben.

Ca10Te8O23Cl6 ist eine OD-Struktur bestehend aus Schichten.

Ca5Te4O12(NO3)2.2H2O ist a nicht-OD polytype Struktur.

Eine Phase im System K/Ca/Te/O/Cl wurde zu einer vorläufigen Zusammensetzung von KCa3Te5O12Cl3 verfeinert.

Die zugrunde liegende Kristallstruktur kann als OD-Struktur bestehend aus drei Arten von Schichten beschrieben werden.

Das strukturelle Hauptmotiv der Kristallstrukturen von Ca6Te5O15(NO3)2, Ba6Te10O25Br2 and Ba3Te3O8Br2 sind dreidimensionale Te/O/M-Netzwerke, die von Kanälen durchdrungen werden, in die die freien Elektronenpaare der Te(IV)-Atome hineinragen und in denen sich die Anionen befinden.

Ba6Te10O25Br2 kristallisiert in einer vierfachen Überstruktur.

Einkristalle von Verbindungen mit einer Zusammensetzung M3Te2O6X2.xH2O (M=Ca, Sr, Ba; X=Cl, Br, OH) wurden unter hydrothermalen Bedingungen und im Erdalkalihalogenidfluss gezüchtet.

Die kubischen Strukturen bestehen aus homeotypen Te/O/M-Netzwerken und unterscheiden sich in der Lage und der Besetzung der Halogenidatome und der Wassermoleküle.

Die Strukturen der Orthotellurate(VI) des Strontium und Barium wurden mittels XRD aufgeklört.

Sr3TeO6 und Ba3TeO6 sind acht und 40-fache Überstrukturen, die als pseudo-kubische dichte Packung von [TeO6]-Oktaedern mit M-Atomen (M=Sr, Ba) in den Tetraeder- und Oktaederlücken.

Sie sind Hettotypen des Doppelperowskitstrukturtyps.

Kristalle der polytypen Te(VI)-Verbindung MgTeO8H8 wurden mittels Geldiffusion gezüchtet.

Ihre Strukturen bestehen aus einer Art von kristallchemischen Schichten, die durch O-H...O Wasserstoffbrückenbindungen verbunden sind. Um eine OD-Beschreibung zu erhalten, wurde die Struktur in zwei Arten von Schichten zerlegt.

Die gemischtvalente Te(IV/VI)-Verbindung Tl2Te2O6 wurde in der Form von Einkristallen unter hydrothermalen Bedingungen und als einphasiges Pulver durch Festkörperreaktion hergestellt.

Die Kristallstruktur ist Mitglied einer Kategorie IV OD Familie und eng mit der Struktur von Ag2Te2O6-III verwandt, die aus isotypen Te/O aber deutlich verschiedenen kationischen Schichten besteht.

Zusammenfassung (Englisch)

Oxotellurates(IV) and (VI) of alkaline earth metals bear interesting crystal-chemical and physico-chemical properties.

Since the structural information on alkaline earth oxotellurates are scarce, the main focus of the present work was subjected to synthesis and structure determination of phases in the systems M/Te/O/X (M=Mg, Ca, Sr, Ba; X=Cl, Br, OH, NO3).

The tellurates(IV) alpha-, beta-, beta'- and gamma-CaTeO3 were synthesized and characterized by X-ray diffraction (XRD), thermal analysis, and vibrational spectroscopy.

The low-temperature phase alpha-CaTeO3 differs structurally from the metastable high-temperature phases which are closely related to each other.

gamma-CaTeO3 can be described as an OD structure composed of two kinds of non-polar layers.

The gamma-CaTeO3 crystals consist of two polytypes with a maximum degree of order (MDO).

beta-CaTeO3 shows a distinct reversible phase transition at 293 K. The high and low-temperature modification (beta and beta') can be considered as threefold superstructures based on the MDO1 polytype of gamma-CaTeO3.

Single crystals and microcrystalline materials of solid solutions with composition Ca(x)Sr(1-x)TeO3 have been synthesized and characterized by XRD.

Depending on the employed Ca:Sr ratio, Ca(x)Sr(1-x)TeO3 crystallizes in the alpha-CaTeO3, gamma-CaTeO3 (MDO1 and MDO2), gamma-CaTeO3 (MDO1), beta''-CaTeO3 or beta-SrTeO3 structure types.

Three unique crystal structures were identified in the system Ca(x)Sr(1-x)Te2O5 by single crystal XRD.

They are eight-, ten-, and 28-fold superstructures with basic structures which belong to the same hexagonal OD family.

Systematic investigations of the building conditions of tellurate(IV) compounds under hydrothermal conditions resulted in the elucidation of numerous crystal structures in the system M/Te(IV)/O/X (M=K, Ca, Sr, Ba; X=Cl, Br, NO3, H2O, OH).

The closely related structures Sr4Te4O11Br2 and Sr4Te4O11(NO3)2 can be described according to an extended OD theory of rods and as fourfold superstructures.

Ca3Te3O8Cl2.H2O contains a related Ca/Te/O network, yet is, due to distortion, more favourably described as an OD structure composed of layers.

Ca10Te8O23Cl6 is an OD structure composed of layers.

Ca5Te4O12(NO3)2.2H2O is a non-OD polytypic structure.

A phase in the system K/Ca/Te/O/Cl has been refined to a preliminary composition of KCa3Te5O12Cl3.

The underlying crystal structure can be described as being composed of OD-layers and as a twelvefold superstructure.

The main structural motifs of the crystal structures of Ca6Te5O15(NO3)2, Ba6Te10O25Br2 and Ba3Te3O8Br2 are three-dimensional Te/O/M networks which are perforated by channels in which the electron lone pairs of the Te(IV) atoms protrude and the anions are located.

Ba6Te10O25Br2 crystallizes in a fourfold superstructure.

Single crystals of phases with general formula M3Te2O6X2.xH2O (M=Ca, Sr, Ba; X=Cl, Br, OH) were grown under hydrothermal conditions and in alkaline earth halide fluxes.

The cubic structures contain homeotypic Te/O/M networks and differ in the location and distribution of the anions and water molecules.

The orthotellurates(VI) of strontium and barium were synthesized and their structures determined by XRD. Sr3TeO6 and Ba3TeO6 are eight- and 40-fold superstructures which can be described as a pseudo-cubic close-packing of [TeO6] octahedra with M (M=Sr, Ba) atoms located in the tetrahedral and octahedral voids. They are hettotypes of the cubic double perovskite structure type.

Crystals of the polytypic Te(VI) compound MgTeO8H8 were grown using gel diffusion techniques.

Their structures are composed of crystallochemical layers of one kind which are connected by O-H...O hydrogen bonds. To obtain an OD description, the structure was decomposed into layers of two kinds.

The mixed valent Te(IV/VI) compound Tl2Te2O6 was obtained in the form of single crystals under hydrothermal conditions and as microcrystalline material by solid state reaction.

The crystal structure belongs to a category IV OD family and is closely related to the structure of Ag2Te2O6-III which is composed of isotypic Te/O, but unrelated cationic layers.