Кластерная самоорганизация интерметаллических систем: кластеры-прекурсоры K3, K4, K6 для самосборки кристаллических структур Li28Cu4Si8-oP40, La12Rh12Al16-oP40, Ca8Pt12Sn20-oP40

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлены комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур Li28Cu4Si8-oP40 (a = 7.969 Å, b = 4.449 Å, c = 17.244 Å, V = 611.46 Å3), La12Rh12Al16-oP40 (a = 26.949Å, b = 4.218Å, c = 7.267 Å, V = 826.05 Å3), Ca8Pt12Sn20-oP40 (a = 27.701 Å, b = 4.614 Å, c = 9.371 Å, V = 1198.02 Å3), с пространственной группой Pnma. Для Li28Cu4Si8-oP40 рассмотрена самосборка кристаллической структуры с участием супракластеров-тримеров из кластеров K6(4a) = 0@6(Li4Cu2) и двух кластеров K6(8d) = 0@6(CuLi5) и атомов-спейсеров Si. Для La12Rh12Al16-oP40 рассмотрена самосборки кристаллической структуры с участием кластеров K3(8d) = 0@3(LaRhAl), кластеров K6(4a) = 0@6(La2Rh2Al2) из связанных кластеров LaRhAl и кластеров K4(8d) = 0@4(LaRhAl2). Для Ca8Pt12Sn20-oP40 рассмотрена самосборка кристаллической структуры с кластеров-прекурсоров в виде сдвоенных тетраэдров K6 = 0@6(CaSn3Pt2) и тетраэдров K4 = 0@4(CaSn2Pt). Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки Li28Cu4Si8-oP40, La12Rh12Al16-oP40, Ca8Pt12Sn20-oP40 из кластеров-прекурсоров K3, K4, K6 в виде: первичная цепь → слой → каркас.

Full Text

Restricted Access

About the authors

В. Я. Шевченко

Филиал НИЦ “Курчатовский институт” – ПИЯФ–ИХС

Author for correspondence.
Email: gdilyushin@gmail.com
Russian Federation, Санкт-Петербург

Г. Д. Илюшин

Курчатовский комплекс кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: gdilyushin@gmail.com
Russian Federation, Москва

References

  1. Inorganic crystal structure database (ICSD). Fachinformationszentrum Karlsruhe (FIZ), Germany and US National Institute of Standard and Technology (NIST), USA.
  2. Pearson’s Crystal Data: Crystal Structure Database for Inorganic Compounds. ASM International, Materials Park, Ohio, USA.
  3. Blatov V.A., Shevchenko A.P., Proserpio D.M. Applied Topological Analysis of Crystal Structures with the Program Package ToposPro // Cryst. Growth Des. 2014. V. 14. № 7. P. 3576–3585. https://topospro.com/
  4. Slabon A., Budnyk S., Cuervo-Reyes E., Woerle M., Mensing C., Nesper R. Copper silicides with the highest lithium content: Li7CuSi2 containing the16-electron group [CuSi2]7- and Li7.3CuSi3 with heterographene nets infinite (2) [CuSi](3.3-) // Angew. Chem. Int. ed. 2012. V. 51. P. 594–596.
  5. Avzuragova V.A., Nesterenko S.N., Tursina A.I. LaRhAl, La3Rh3Al4, and Ce5Rh5Al6 as a new family of ternary aluminides // Russian Journal of Physical Chemistry. 2017. V. 91. P. 252–254.
  6. Hoffmann R.D., Kussmann D., Rodewald U.C., Poettgen R., Rosenhahn C., Mosel B.D. New stannides CaTSn2 (T = Rh, Pd, Ir) and Ca2Pt3Sn5 – synthesis, structure and chemical bonding // Zeitschrift fuer Naturforschung, Teil B. Anorganische Chemie, Organische Chemie. 1999. V. 54. P. 709–717.
  7. Poettgen R., Lang A., Hoffmann R.D., Kuennen B., Kotzyba G., Muellmann R., Mosel B., Rosenhahn C. The stannides YbPtSn and Yb2Pt3Sn5 // Zeitschrift fuer Kristallographie – Crystalline Materials. 1999. V. 214. P. 143–150.
  8. Von Schnering H.G., Schwarz M., Nesper R. The lithium sodium silicide Li3NaSi6 and the formation of allo-silicon // Journal of the Less-Common Metals. 1988. V. 137. P. 297–310.
  9. Scherf Lavinia M., Riphaus Nathalie, Faessler Thomas F. Site-specific substitution preferences in the solid solutions Li12Si7–xGex, Li12–yNaySi7, Na7LiSi8–zGez, and Li3NaSi6–vGev // Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie. 2016. V. 642. P. 1143–1151.
  10. Wang M., McDonald R., Mar A. Ternary early-transition-metal palladium pnictides Zr3Pd4P3, Hf3Pd4P3, HfPdSb, and Nb5Pd4P4 // Inorganic Chemistry. 2000. V. 39. P. 4936–4941.
  11. Chumak I., Warczok P., Richter K.W. The crystal structures of Hf(3+/–delta)Nb(4+/–delta)As3 and Hf7.2Nb3.8As4: Members of a homologous series combining W-type, Mg-type and Al B2-typebuilding blocks // Journal of Solid State Chemistry. 2010. V. 183. P. 557–564.
  12. Yarmolyuk Ya.P., Gladyshevskii E.I. Crystal structure of compounds R10Ga3Co7 (R = Y, La) // Kristallografiya. 1979. V. 24. P. 455–460.
  13. Mueller W., Volk K. Die Struktur der Phase Na3.7Sn (ca. Na15Sn4) // Zeitschrift fuer Naturforschung, Teil B. Anorganische Chemie, Organische Chemie. 1975. V. 30. P. 494–496.
  14. Keane P.M., Ibers J.A. Synthesis and structure of a new ternary telluride, Cu1.85Zr2Te6 // Inorganic Chemistry. 1991. V. 30. P. 3096–3098.
  15. Liu Shengfeng, Corbett J.D. Ba2AuTl7: an intermetallic compound with a novel condensed structure // Inorganic Chemistry. 2004. V. 43. P. 2471–2473.
  16. Shevchenko V.Yа., Medrish I.V., Ilyushin G.D., Blatov V.A. From clusters to crystals: Scale chemistry of intermetallics // Structural Chemistry. 2019. V. 30. P. 2015–2027.
  17. Shevchenko V.Ya., Ilyushin G.D. Cluster Self-Organization of Intermetallic Systems: Clusters-Precursors K3, K4, K6 for the Self-Assembly of RbNa8Ga3As6-aP72, Sr2Ca4In3Ge6-oP56, and Sr8Li4In4Ge8-oP24 Crystal Structures // Glass Physics and Chemistry. 2024. V. 50. P. 87–100.
  18. Shevchenko V.Ya., Ilyushin G.D. Cluster Self-Organization of Intermetallic Systems: Cluster-Precursors K13, K11, K4, and K3 for the Self-Assembly of Crystal Structures Ce56Ni24Si44-mS124 and Ba10La2Si12-oP48 // Glass Physics and Chemistry. 2024. V. 50. P. 1–9.
  19. Shevchenko V.Ya., Ilyushin G.D. Cluster Self-Organization of Intermetallic Systems: New Clusters-Precursors K6 and K3 for the Crystal Structures of the Sr12Mg20Ge20-oP52, Sr2LiInGe2-oP24, and Sr2Mg2Ge2-oP12 Family // Glass Phys Chem. 2023. V. 49 (Suppl 1). P. S17–S27.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Li28Cu4Si8-oP40. Layer S32. Projection onto the XZ and YZ planes.

Download (477KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. La12Rh12Al16-oP40. Layer S32. Projection onto XZ and XY planes.

Download (389KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Ca8Pt12Sn20-oP40. Layer S32. Projection on the XZ and YZ planes.

Download (392KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences