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螯合剂存在下新型四元硫属化物的溶剂热合成与表征

白音孟和  
【摘要】:硫属化物具有非常复杂的结构及丰富的物理和化学性质,在现代科技领域具有广阔的应用前景。近年来,通过高温.固相法、中温.助熔剂法和低温一溶剂热法合成了大量二元和三元硫属化物,但是相对来说,已合成的多元硫属化物的数量较少。由于多元硫属化物其结构和性质的多样性它们的合成成为目前无机合成化学中一个十分活跃的研究领域。到目前为止,大多数多元硫属化物是通过熔盐方法合成出来,然而作为软化学方法.溶液方法,在合成多元硫属化物方面进展却非常有限。温和的溶剂热法特别适合合成新型硫属化合物,从反应本质角度讲,多元硫属化物的合成反应为硫属原子簇阴离子在不同的有机和无机结构导向剂阳离子的作用下,通过自组装或过渡金属离子连接形成不同的骨架结构的过程。由于通过溶液方法制备多元硫属化物的过程中很容易形成难溶的过渡金属硫化物,从而很难合成多元硫属化物;即使能合成,也很难获得纯相。所以到目前为止,仅有为数不多的多元硫属化物是通过溶液方法合成出来的。我们认为螯合剂可以解决溶液方法中难溶过渡金属硫化物形成问题。 为此,我们用2,3-二巯基丙醇为螯合剂,在吡啶或乙醇溶剂热条件下,开展了新型多元金属硫化物的合成研究,开辟了合成多元金属硫化物的新途径,总结出三个系列具有新颖结构的含银的四元硫化物的合成与结构化学规律。 1.A-Ag-Sn-S(A=K~+,[NH_4]~+,[NH_3CH_2CH_2NH_3]~(2+))系列化合物的合成。 通过溶剂热法合成了新型层状四元硫化物K_4Ag_2Sn_3S_9·2H_2O(1)。X射线单晶解析表明,化合物(1)属单斜晶系,P2_1/m空间群,晶胞参数为a=7.8071(2)(?),b=27.3508(1)(?),c=10.5008(2)(?),β=103.874(1)°,Z=4。其层由类金刚烷阴离子原子簇[AgSn_3S_9]~(5-)通过Ag~+离子连接形成两种不同的的一维通道,钾离子位于通道内。用溶剂热法合成了新型的四元硫化物K_2Ag_6Sn_3S_(10)(2)。X射线单晶解析表明,化合物(2)属正交晶系,Pbcn空间群,晶胞参数为a=24.0201(16)(?),b=6.4017(3)(?),c=13.3056(4)(?),Z=4。化合物(2)由阳离子层_∞~2[Ag_6SnS_4]~(2+)被四面体配位的SnS_4共用顶点连接形成的Z字型链立柱组成骨架结构,K~+离子位于一维通道内。类质同晶的化合物(NH_4)_2Ag_6Sn_3S_(10)(3)也被溶剂热法合成,其晶胞参数为a=23.8579(13)(?),b=6.4875(4)(?),c=13.3992(7)(?),Z=4,NH_4~+离子位于一维通道内。有趣的层状化合物(4)(NH_3CH_2CH_2NH_3)Ag_2SnS_4(4)被溶剂热法合成,并通过X-射线单晶衍射表明,属单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数为a=11.1150(4)(?),b=6.7618(4)(?),c=15.0663(8)(?),β=105.562(2)°,Z=4。化合物(4)由不同的手性层组成,质子化的有机胺位于层与层间。 2.A-Ag-Ge-S(A=K~+,Rb~+)系列化合物的合成


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