硫银化物的溶剂热合成与表征

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硫属化合物是一类新型的无机非金属材料,因其具有独特的物理、化学性质以及结构的复杂多变性而备受人们的关注。自上世纪九十年代,人们就已经展开了对三元硫银化合物的研究,但至今文献中所报道的三元硫银化合物仍然只有几种,而且它们都是在超临界乙二胺体系中被合成,反应温度高达300~350℃。与含银的四元硫化物相比,三元硫银化合物的结构种类非常少。本文在温和的溶剂热条件下,以苯硫酚为矿化剂得到了三个三元硫银化合物、两个四元硫银化合物以及一个二维的Ag2S。化合物(1)KAg5S3为六方晶系,空间群为P-6,其晶胞参数为a=13.2208(12)A, b=13.2208(12)A,c=7.9479(14)A,;α=90°,β=90°,γ=120°。在该化合物的结构中,硫原子与银原子组成的十二元环共边形成层状结构,层与层之间进一步通过桥联银原子连接形成三维骨架结构,阳离子K+位于孔道中。化合物(2)RbAg5S3为六方晶系,空间群为P-62C,其晶胞参数为a=13.2960(9)A, b=13.2960(9)A,c=8.0060(11)α=90°,β=90°,γ=120°。化合物(2)的结构与化合物(1)相似,阳离子Rb+位于孔道中。化合物(3)CsAg7S4为四方晶系,空间群为P4/n,其晶胞参数为a=11.1002(13)A, b=11.1002(13)A,c=8.5310(2),A,α=90°,β=90°,γ=90°。在该化合物的结构中,硫原子与银原子组成的六元环共边形成八元环,四个无限堆积的八元环通过桥联银原子连接形成三维骨架结构,阳离子Cs+位于孔道中。化合物(4)Ag2S为单斜晶系,空间群为P2(1)/n,其晶胞参数为a=4.2469(13)A, b=6.9590(2)A,c=7.8940(2)A,α=90°,β=99.726(4)°,γ=90°。该化合物的结构是由[AgS3]连接锯齿状链-Ag-S-Ag-S-而形成二维结构。化合物(5)Na3Ag4Cu5S6为四方晶系,空间群为I4(1)/a,其晶胞参数为a=8.4187(10) A,b:8.4187(10)A,c=12.7880(3)A,α=90°,β=90°,γ=90°。该化合物的不对称结构单元是类八面体,在其四个对立面上连有盖帽的硫原子,这些类八面体之间通过两个S-Ag共价键相连构筑成三维骨架结构,阳离子Na+位于孔道中。化合物(6)KAg2Cu3S3为六方晶系,空间群为P6(3)/mcm,其晶胞参数为a=7.6487(10) A,b=7.6487(10)A,c=7.4610(2)A,α=90°,β=90°,丫=120°。该化合物的结构与化合物(1)的结构相似,阳离子K+位于孔道中。
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