Взаємодія рідкісноземельних металів церієвої групи з Аргентумом та Алюмінієм (діаграми фазових рівноваг та кристалічні структури сполук)

ЛЬВІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ІВАНА ФРАНКА

 

 

 

02. 00. 01 – неорганічна хімія

 

ЖАК ОЛЬГА ВОЛОДИМИРІВНА

УДК 546. 736+669. 018. 1

 

Львів – 1999

 

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Львівському державному університеті імені Івана Франка Міністерства освіти України. Науковий керівник доктор хімічних наук, професор Кузьма Юрій Богданович, завідуючий кафедрою аналітичної хімії Львівського державного університету імені Івана Франка.

Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор Гладишевський Євген Іванович, Львівський державний університет імена Івана Франка, професор кафедри неорганічної хімії кандидат хімічних наук, доцент Оленич Роман Романович, державний університет “Львівська політехніка”, доцент кафедри хімії і технології неорганічних речовин.

Провідна установа: Київський національний університет ім. Тараса Шевченка Міністерства освіти України, кафедра неорганічної хімії.

Захист відбудеться 29 квітня 1999 р. о 16 год 00 хв на засіданні спеціалізованої ради Д 35. 051. 10 з хімічних наук у Львівському державному університеті імені Івана Франка за адресою: м. Львів, вул. Кирила і Мефодія, 6, хімічний факультет, аудиторія № 2.

 

 

Актуальність теми. Важливим завданням сучасної неорганічної хімії є синтез нових сполук та вивчення їхньої кристалічної структури з метою створення нових функціональних матеріалів. Теоретичною основою для пошуку і створення нових матеріалів є побудова діаграм стану, які відображають взаємодію компонентів, визначення кристалічної структури утворених сполук, вивчення умов їх утворення. Нагромадження експериментальних даних про умови утворення, структури і властивості нових сполук дозволить зробити процес створення матеріалів на їх основі цілеспрямованим. Відомості про кристалічні структури досліджуваних сполук важливі як з практичної, так і з теоретичної сторони. Їх дослідження дозволяє встановити особливості взаємодії хімічних елементів та нові кристалохімічні закономірності.

Останнім часом інтенсивно ведуться роботи по синтезу та дослідженню структур і властивостей алюмінідів рідкісноземельних металів (РЗМ, Ln) і, зокрема, тернарних сполук з металами Ib підгрупи. Проте, більшість опублікованих робіт присвячена вивченню взаємодії компонентів у потрійних системах з участю Купруму (побудовано 14 діаграм фазових рівноваг, розшифровано кристалічні структури більшості тернарних сполук). В той же час значно менш вивченими є системи з Аргентумом: досліджено взаємодію компонентів лише в одній потрійній системі (Dy-Ag-Al), більшість публікацій подає результати дослідження умов утворення, кристалічних структур і властивостей окремих сполук.

Систематичне вивчення систем РЗМ-Ag-Al дасть можливість проаналі-зувати взаємодію в системах РЗМ-Ag-Al та встановити вплив заміни Cu на Ag на кристалічну структуру тернарних сполук. Розшифрування структур нових алюмінідів, які існують в системах РЗМ-Ag-Al, дозволить глибше вивчити взаємозв’язок між окремими класами неорганічних сполук.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана згідно держбюджетної теми ХА-099Б “Дослідження взаємодії перехідних і рідкісноземельних металів з р-елементами”, а також тем ДКНТ ХА-689Д1 “Магнетизм потрійних сполук рідкісноземельних та перехідних металів. Вивчення взаємодії перехідних та рідкісноземельних металів з р-елементами з метою пошуку нових матеріалів” і ХА-147Д “Вивчення взаємодії перехідних і рідкісноземельних металів з р-елементами”, які виконувались на кафедрі аналітичної хімії Львівського держуніверситету ім. І. Франка.

Мета роботи. Побудова ізотермічних перерізів діаграм стану потрійних систем La-Ag-Al при 670 K, {Ce, Pr}-Ag-Al при 870 K, Nd-Ag-Al при 770 K та Sm-Ag-Al при 870 K, синтез нових тернарних сполук та визначення їхніх кристалічних структур, аналіз впливу заміни компонентів (зокрема, Cu на Ag) на будову діаграм фазових рівноваг та структури сполук.

Наукова новизна роботи. Вперше досліджено фазові рівноваги в потрій-них системах La-Ag-Al при 670 K, Ce-Ag-Al i Pr-Ag-Al при 870 К, Nd-Ag-Al при 770 К, Sm-Ag-Al при 870 К і побудовано відповідні ізотермічні перерізи. У вказаних та споріднених системах вперше виявлено 32 тернарні сполуки. Для всіх сполук встановлені кристалічні структури, одна з яких належить до нового структурного типу. Визначені граничні склади твердих розчинів на основі бінарних сполук та області гомогенності тернарних алюмінідів.

Наукова і практична цінність. Результати досліджень розширюють фунда-ментальні знання про хімію металів, сприяють поглибленню уявлень про хімічну взаємодію у системах, дозволяють намітити раціональний підхід до розробки нових матеріалів. Одержані експериментальні результати дають можливість проаналізу-вати взаємодію компонентів у системах Ln-Ag-Al та прогнозувати взаємодію компонентів у ще не досліджених системах з участю РЗМ ітрієвої підгрупи. Результати досліджень можуть бути використані як довідковий матеріал для спеціалістів у галузі неорганічної хімії, матеріалознавства та кристалохімії. Експериментальний матеріал служить вихідною інформацією для ідентифікації фаз при розробці нових матеріалів, та може бути використаний в навчальних курсах з неорганічної хімії та кристалохімії.

Особистий внесок дисертанта. Аналіз літературних даних, експеримента-льні роботи по вивченню взаємодії компонентів у потрійних системах {La, Ce, Pr, Nd, Sm}-Ag-Al, синтез та попереднє дослідження монокристалів, дослідження мікроструктури, розрахунки по визначенню кристалічної структури сполук, встановлення меж областей гомогенності та обговорення результатів проведені автором дисертації самостійно згідно з вказівками наукового керівника. Масиви експериментальних інтенсивностей монокристалів знімали на кафедрі неорганічної хімії Львівського держуніверситету ім. І. Франка наукові співробітники Аксельруд Л. Г. і Давидов В. М., а також аспірант Бабіжецький В. С. у Берлінському Вільному Університеті