ISSN:
0044-2313
Keywords:
AuTa14S2
;
tantalum sulfides
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crystal structure
;
metal icosahedra
;
tetrahedral close packed structure
;
Chemistry
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Inorganic Chemistry
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
Description / Table of Contents:
AuTa14S2 - Centred (Au,Ta)13 Icosahedra Organized According to the Motif of a Cubic Close PackingThe tantalum-rich phases of composition AuxTa15-xS2 (0.4 〈 x 〈 1.1) were prepared by arc-melting of appropriate compressed mixtures (Au, Ta, Ta1.35S2) and subsequent annealing of the samples in sealed molydenum crucibles. Brittle crystals with silver lustre were grown in tantalum ampoules at 1 700 K within two days using iodine as a chemical transport agent.In contrast to Vegard's rule the lattice parameters of the rhombohedral phases which are isostructural with Pd15P2, shrink with increasing gold content. The structures were determined from Rietveld fits of powder X-ray diffraction spectra and confirmed by a crystal structure analysis of a merohedral twinned crystal of Au0.7Ta14.3S2: a = 747.7(2) pm, α = 59.84(2)°, R3, Z = 1, 760 reflections (F2 〉 2σ(F2)), 30 variables, R(F) = 0.048. The parts of the volumina of the domains with distinct orientations are 0.346(4) and 0.654.Topologically the structure corresponds to a cubic close packed arrangement of Ta12-icosahedra with all non-tetrahedral interstices being filled. Gold accumulates preferentially in the centres of the icosahedra. The remaining metal atoms - two per formula and site - populate the „octahedral sites“ which are encased in stretched polyhedra limited by 32 triangulated faces. The „tetrahedral sites“ are occupied by the sulfur atoms which themselves have a ninefold, triangulated tetrakaidecahedral coordination. The complete occupation of interstices together with the specific orientation of the gold stabilized icosahedral (Au,Ta)13-clusters ensure a tetrahedral close packing of all atoms. The distortions of the packing are quantitatively analysed in terms of dihedral angles and deviations of the tetrahedral edge lengths from the mean and are compared with those of other tcp structures.
Notes:
Die tantalreichen Phasen AuxTa15-xS2 (0,4 〈 x 〈 1,1) wurden durch Aufschmelzen entsprechender Gemenge von Ta1,35S2 und den Metallen und nachfolgendes Tempern der Reguli in zugeschweißten Molybdäntiegeln hergestellt. Silbern glänzende, spröde Kristalle der neuen Phase wurden mit Iod als chemischem Transportmittel in einer Tantalampulle bei 1 700 K in 2 Tagen gezüchtet.Die Gitterkonstanten der rhomboedrisch kristallisierenden, mit Pd15P2 isostrukturellen Phasen kontrahieren mit zunehmendem Goldgehalt. Die Struktur wurde über Rietveld-Anpassungen von Röntgen-Diffraktogrammen bestimmt und durch die Strukturverfeinerung eines meroedrisch verzwillingten Kristalls der Zusammensetzung Au0,7Ta14,3S2 bestätigt: a = 747,7(2) pm, α = 59,84(2)°, R3, Z = 1, 760 Reflexe (F2 〉 2σ(F2)), 30 Variable, R(F) = 0,048. Die Volumenanteile der unterschiedlich orientierten Domänen sind 0,346(4) und 0,654.Die Struktur entspricht topologisch einer kubisch dichten Packung von Ta12-Ikosaedern, in der alle, nicht von Tetraedern eingeschlossenen Hohlräume von Atomen besetzt sind: Gold reichert sich bevorzugt im Zentrum der Ikosaeder an, die verbleibenden zwei Metallatome, die sich im Innern eines gestreckten, von Dreiecken begrenzten 32-Flächners befinden, besetzen die „Oktaederlücken“. In den „Tetraederlücken“ befinden sich die Schwefelatome. Sie sind neunfach tetrakaidekaedrisch von Tantalatomen koordiniert. Die durch Gold stabilisierten (Au,Ta)13-Cluster sind so zueinander orientiert, daß sie zusammen mit den Atomen in den anderen Lücken eine tetraedrisch dicht gepackte (tcp-) Struktur bilden, deren Verzerrungsgrad über eine Analyse der Diederwinkel und Kantenlängen der Tetraeder quantifiziert und mit dem anderer tcp-Strukturen verglichen wird.
Additional Material:
8 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/zaac.19946200603
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