Gruppentheoretische Behandlung kristallchemischer und kristallographischer ProblemeSynthese und Kristallstrukturen polynärer Phosphate und Silicophosphate des Titans
Synthese und Kristallstrukturen polynärer Phosphate und Silicophosphate des Titans
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DissertationDate of Exam
15.08.2008Date of Publication
2008Advisor
Glaum, RobertCo-Referee
Beck, JohannesMetadata
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Abstract
Von den bereits bekannten, aber bislang nur aus Pulverdaten strukturell untersuchten Oxidphosphaten MIITi2O2(PO4)2 (M = Fe, Co, Ni) wurden in chemischen Transportexperimenten Kristalle mit ausreichender Qualität für Einkristallstrukturanalysen erhalten. Die Einkristallstrukturverfeinerungen der Oxidphosphate MIITi2O2(PO4)2 (M = Fe, Co, Ni) in der Raumgruppe P21/ belegten eine enge kristallchemische Verwandtschaft zu tetragonalem beta-Fe2OPO4, dem Aristotypen der Lazulit/Lipscombit-Strukturfamilie. Die Kristallstrukturen der Oxidphosphate CrIII4TiIV27O24(PO4)24, FeIII4TiIV27O24(PO4)24 und TiIIITiIV3O3(PO4)3 konnten ebenfalls aus von Einkristalldaten verfeinert werden. Auch für diese Oxidphosphate konnte anhand von Gruppe-Untergruppe-Beziehungen die Verwandtschaft zur Lazulit/Lipscombit Strukturfamilie gezeigt werden. Für CrIII4TiIV27O24(PO4)24 und FeIII4TiIV27O24(PO4)24 wurden stark fehlgeordnete Kristallstrukturen gefunden. Während der Strukturverfeinerungen wurden drei Sorten von Fehlordnungen diagnostiziert. Erstmalig erfolgten Einkristallstrukturanalysen an polynären Titan-phosphaten MIITi4(PO4)6 (M = Co, Fe) und Mn1,65Ti4(PO4)6 der NASICON-Strukturfamilie. Orangefarbene Kristalle von FeTi4(PO4)6 sowie schwarze Kristalle von Mn1,65Ti4(PO4)6 wurden in chemischen Transportreaktionen erhalten.
Durch die Strukturanalyse konnte für FeTi4(PO4)6 die Ausbildung einer Überstruktur sowie eine im Vergleich zum Aristotypen NaZr2(PO4)3 erniedrigte Symmetrie nachgewiesen werden. Auf Basis von Gruppe-Untergruppe-Beziehungen wurde eine neue kristallchemische Betrachtungsweise des NASICON-Strukturtyps ausgehend von der NiAs-Struktur entwickelt, die sich auch auf verschiedene Vertreter der Silicophosphate MIII4[Si2O(PO4)6], MIV3[Si2O(PO4)6], MIII[Si2O(PO4)6/2] übertragen lässt. Durch diese neuartige kristallchemische Betrachtung der Strukturen erklärt die häufig beschriebene Zwillingsbildung bei den Vertretern der Silicophosphate. Basierend auf dieser Erkenntnis war es darüber hinaus möglich, Verbindungen des neuen Strukturtyps MIII2Ti6(PO4)6[Si2O(PO4)6] (M = Ti, V, Cr, Fe, In), der eine Hybride aus den Strukturen der NASICON- und MIII4[Si2O(PO4)6]-Strukturtypen darstellt, zu synthetisieren. Die Kristallstrukturen von MIII2Ti6(PO4)6[Si2O(PO4)6] (M = Ti, In) wurden aus Einkristalldaten verfeinert.
NiZr4(PO4)6 undCoZr4(PO4)6 wurden in chemischen Transportexperimenten kristallisiert Die Einkristallstrukturanalyse beider polynärer Zirkoniumphosphate belegte eine enge strukturelle Verwandtschaft zur orthorhombischen Sc2(WO4)3-Struktur.
Subjects
Classification (DDC)
540 ChemieOnline-Ausgabe in bonndoc: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5N-15425
urn: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5N-15425,
author = {{Marcos Schöneborn}},
title = {Gruppentheoretische Behandlung kristallchemischer und kristallographischer Probleme : Synthese und Kristallstrukturen polynärer Phosphate und Silicophosphate des Titans},
school = {Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn},
year = 2008,
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Von den bereits bekannten, aber bislang nur aus Pulverdaten strukturell untersuchten Oxidphosphaten MIITi2O2(PO4)2 (M = Fe, Co, Ni) wurden in chemischen Transportexperimenten Kristalle mit ausreichender Qualität für Einkristallstrukturanalysen erhalten. Die Einkristallstrukturverfeinerungen der Oxidphosphate MIITi2O2(PO4)2 (M = Fe, Co, Ni) in der Raumgruppe P21/ belegten eine enge kristallchemische Verwandtschaft zu tetragonalem beta-Fe2OPO4, dem Aristotypen der Lazulit/Lipscombit-Strukturfamilie. Die Kristallstrukturen der Oxidphosphate CrIII4TiIV27O24(PO4)24, FeIII4TiIV27O24(PO4)24 und TiIIITiIV3O3(PO4)3 konnten ebenfalls aus von Einkristalldaten verfeinert werden. Auch für diese Oxidphosphate konnte anhand von Gruppe-Untergruppe-Beziehungen die Verwandtschaft zur Lazulit/Lipscombit Strukturfamilie gezeigt werden. Für CrIII4TiIV27O24(PO4)24 und FeIII4TiIV27O24(PO4)24 wurden stark fehlgeordnete Kristallstrukturen gefunden. Während der Strukturverfeinerungen wurden drei Sorten von Fehlordnungen diagnostiziert. Erstmalig erfolgten Einkristallstrukturanalysen an polynären Titan-phosphaten MIITi4(PO4)6 (M = Co, Fe) und Mn1,65Ti4(PO4)6 der NASICON-Strukturfamilie. Orangefarbene Kristalle von FeTi4(PO4)6 sowie schwarze Kristalle von Mn1,65Ti4(PO4)6 wurden in chemischen Transportreaktionen erhalten.
Durch die Strukturanalyse konnte für FeTi4(PO4)6 die Ausbildung einer Überstruktur sowie eine im Vergleich zum Aristotypen NaZr2(PO4)3 erniedrigte Symmetrie nachgewiesen werden. Auf Basis von Gruppe-Untergruppe-Beziehungen wurde eine neue kristallchemische Betrachtungsweise des NASICON-Strukturtyps ausgehend von der NiAs-Struktur entwickelt, die sich auch auf verschiedene Vertreter der Silicophosphate MIII4[Si2O(PO4)6], MIV3[Si2O(PO4)6], MIII[Si2O(PO4)6/2] übertragen lässt. Durch diese neuartige kristallchemische Betrachtung der Strukturen erklärt die häufig beschriebene Zwillingsbildung bei den Vertretern der Silicophosphate. Basierend auf dieser Erkenntnis war es darüber hinaus möglich, Verbindungen des neuen Strukturtyps MIII2Ti6(PO4)6[Si2O(PO4)6] (M = Ti, V, Cr, Fe, In), der eine Hybride aus den Strukturen der NASICON- und MIII4[Si2O(PO4)6]-Strukturtypen darstellt, zu synthetisieren. Die Kristallstrukturen von MIII2Ti6(PO4)6[Si2O(PO4)6] (M = Ti, In) wurden aus Einkristalldaten verfeinert.
NiZr4(PO4)6 undCoZr4(PO4)6 wurden in chemischen Transportexperimenten kristallisiert Die Einkristallstrukturanalyse beider polynärer Zirkoniumphosphate belegte eine enge strukturelle Verwandtschaft zur orthorhombischen Sc2(WO4)3-Struktur.
url = {https://hdl.handle.net/20.500.11811/3687}
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