УДК 546.87.74'221+548.7+538.95

Кристаллическое строение и электронная структура паркерита

А.И. Баранов

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Низший смешанный сульфид никеля и висмута- паркерит Ni₃Bi₂S₂ является представителем малоизученного класса соединений с гетерометаллическими связями между атомами переходных и непереходных металлов. Такие фазы благодаря наличию в их кристаллической структуре бесконечного каркаса гетерометаллических связей могут быть перспективными материалами с необычными магнитными и электрическими свойствами, а также могут проявлять каталитическую активность. Вместе с тем, описанная в литературе кристаллическая структура паркерита является не вполне достоверной.

В данной работе было проведено уточнение кристаллической структуры паркерита. Методом химических транспортных реакций с использованием элементарного иода в качестве транспортера был получен монокристалл Ni₃Bi₂S₂, исследованный затем методом рентгеноструктурного анализа (РСтА) на дифрактометре CAD4. Согласно результатам РСтА, в структуре имеется бесконечная система связей Ni-Bi (d(Ni-Bi 2.75 Е)). Соединение кристаллизуется в моноклинной сингонии в пространственной группе C2/m, параметры решетки a=11.065Е, b=8.078Е, c=11.451Е, b =90 , R₁=5.7%.

Проведенные в данной работе квантовохимические расчеты кристаллических структур расширенным методом Хюккеля (пакет программ YaEHMOP) показали, что Ni₃Bi₂S₂ должен обладать металлическим типом проводимости, что согласуется с данными работы, а также что атомы никеля несут отрицательный, а атомы висмута положительный заряд. Кроме того, расчеты показали возможность существования аналогов паркерита с теллуром, фосфором и мышьяком, однако экспериментальная проверка не подтвердила этого. Этот факт может свидетельствовать о том, что расчеты подобного уровня малопригодны для теоретического исследования таких объектов, для которых, вероятно, более подходящими являются неэмпирические методы.

• Fleet, M., The Crystal Structure of Parkerite (Ni3Bi2S2) // Amer. Mineral., 1973, 58, 435

• Natarajan S., Subba Rao G.V., Baskaran R., Radhakrishnan T.S. Synthesis and Electrical Properties of Shandite- Parkerite Phases, A2M3Ch2 // J. Less-Common Met., 1988, 135, 215