Класс химических соединений
Соли Туттона представляют собой семейство солей с формулой M 2 M'(SO 4 ) 2 (H 2 O) 6 (сульфаты) или M 2 M'(SeO 4 ) 2 (H 2 O) 6 (селенаты). Эти материалы являются двойными солями , что означает, что они содержат два разных катиона, M + и M' 2+, кристаллизованных в одной и той же регулярной ионной решетке. [1] Одновалентным катионом может быть калий , рубидий , цезий , аммоний (NH 4 ), дейтерированный аммоний (ND 4 ) или таллий . Ионы натрия или лития слишком малы. Двухвалентным катионом может быть магний , ванадий , хром , марганец , железо , кобальт , никель , медь , цинк или кадмий . Помимо сульфата и селената, двухвалентным анионом может быть хромат (CrO 4 2− ), тетрафторобериллат (BeF 4 2− ), гидрофосфат (HPO 4 2− ) [2] или монофторфосфат (PO 3 F 2− ). Соли Туттона кристаллизуются в моноклинной пространственной группе P 2 1 / a . [3] Прочность является результатом дополнительных водородных связей между тетраэдрическими анионами и катионами, а также их взаимодействия с металлическим аквокомплексом [M(H 2 O) 6 ] 2+ .
Примеры и родственные соединения
Возможно, наиболее известной является соль Мора , сульфат аммония железа (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 . (H 2 O) 6 ). [4] Другие примеры включают ванадийную соль Туттона (NH 4 ) 2 V(SO 4 ) 2 (H 2 O) 6 и хромовую соль Туттона (NH 4 ) 2 Cr(SO 4 ) 2 (H 2 O) 6 . [5] В твердых телах и растворах ион M' 2+ существует в виде металлического водного комплекса [M'(H 2 O) 6 ] 2+ .
Родственными солям Туттона являются квасцы , которые также являются двойными солями, но с формулой MM'(SO 4 ) 2 (H 2 O) 12 . Соли Туттона когда-то назывались «ложными квасцами». [6]
Элементарная ячейка сульфата аммония железа (N – фиолетовый, O – красный, S – оранжевый, Fe – большой красный).
Та же структура с выделенной сеткой
водородных связей .
История
Соли Туттона иногда называют шенитами в честь встречающегося в природе минерала под названием шенит (K 2 Mg(SO 4 ) 2 (H 2 O) 6 ). Они названы в честь Альфреда Эдвина Говарда Туттона , который идентифицировал и охарактеризовал большой спектр этих солей около 1900 года. [7]
Такие соли имели историческое значение, поскольку их можно было получить в высокой чистоте и они служили надежными реагентами и спектроскопическими стандартами.
Таблица солей
Органические соли
Некоторые органические основания также могут образовывать соли, кристаллизующиеся подобно солям Туттона.
Ссылки
- ^ Housecroft, CE; Sharpe, AG (2008). Неорганическая химия (3-е изд.). Prentice Hall. стр. 699. ISBN 978-0-13-175553-6.
- ^ Эттуми, Худа; Булу, Ален; Суньол, Жоан Хосеп; Мхири, Тахар (ноябрь 2015 г.). «Синтез, кристаллическая структура и колебательное исследование : новое соединение гидрофосфата металла». Журнал молекулярной структуры . 1099 : 181–188. Bibcode : 2015JMoSt1099..181E. doi : 10.1016/j.molstruc.2015.06.060.
- ^ Боси, Фердинандо; Беларди, Джироламо; Баллирано, Паоло (2009). «Структурные особенности солей Туттона K 2 [ M 2+ (H 2 O) 6 ](SO 4 ) 2 , где M 2+ = Mg, Fe, Co, Ni, Cu и Zn». Американский минералог . 94 (1): 74–82. Бибкод : 2009AmMin..94...74B. дои : 10.2138/am.2009.2898. S2CID 97302855.
- ^ BN Figgis; ES Kucharski; PA Reynolds; F. Tasset (1989). «Структура при 4,3 К по данным нейтронной дифракции». Acta Crystallogr . C45 : 942–944. doi :10.1107/S0108270188013903.
- ^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Тейлор, Ф. Шервуд (1942). Неорганическая и теоретическая химия (6-е изд.). Уильям Хайнеманн.
- ^ AE Tutton (1900–1901). «Сравнительное кристаллографическое исследование двойных селенатов ряда R 2 M ( SeO 4 ) 2 ⋅ 6 H 2 O {\displaystyle {\ce {R2M(SeO4)2.6H2O}}} .—Соли, в которых M — цинк». Труды Лондонского королевского общества . 67 (435–441): 58–84. doi : 10.1098/rspl.1900.0002 .
- ^ Найквист, Ричард А.; Кагель, Рональд О. (30 марта 1972 г.). Справочник по инфракрасным и рамановским спектрам неорганических соединений и органических солей: Инфракрасные спектры неорганических соединений. Academic Press. С. 297–298. ISBN 9780080878522. Получено 18 июня 2013 г.(также включает Ni Cu)
- ^ Lakshman, SVJ; TVKrishna Rao (1984). «Спектр поглощения ионов, легированных в монокристалле гексагидрата сульфата цезия-кадмия». Solid State Communications . 49 (6): 567–570. Bibcode : 1984SSCom..49..567L. doi : 10.1016/0038-1098(84)90193-5. ISSN 0038-1098.
- ^ abc Swanson, HE; HF McMurdie; MC Morris; EH Evans (сентябрь 1970 г.). "Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины" (PDF) . Монография Национального бюро стандартов 25, раздел 8 . Национальное бюро стандартов . Получено 16 июня 2013 г. .
- ^ "база данных материалов". Atom Work . Получено 2 июля 2015 г.
- ^ ab "База данных материалов". Atom Work . Получено 2 июля 2015 г.
- ^ abc Анантанараянан, В. (1961). «Спектры комбинационного рассеяния света кристаллических двойных сульфатов». Zeitschrift für Physik . 163 (2): 144–157. Бибкод : 1961ZPhy..163..144A. дои : 10.1007/BF01336872. ISSN 1434-6001. S2CID 120815961.
- ^ abcdefghij Боси, Ф.; Г. Беларди; П. Баллирано (2009). «Особенности структуры солей Туттона ». Американский минералог . 94 (1): 74–82. Бибкод : 2009AmMin..94...74B. дои : 10.2138/am.2009.2898. ISSN 0003-004X. S2CID 97302855.
- ^ "база данных материалов". Atom Work . Получено 2 июля 2015 г.
- ^ Кребс, Роберт Э. (2006-01-01). История и использование химических элементов нашей Земли: Справочное руководство. Greenwood Publishing Group. стр. 59. ISBN 9780313334382. Получено 17 июня 2013 г.
- ^ abcdef Эйлер, Х.; Б. Барбье; А. Минц; А. Кирфель (2003). "Кристаллическая структура солей Туттона, Cs 2 [ M II ( H 2 O ) 6 ] ( SO 4 ) 2 {\displaystyle {\ce {Cs2[M^{II}(H2O)6](SO4)2}}} , M II = Mg , Mn , Fe , Co , Ni , Zn {\displaystyle {\ce {M^{II}= Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Zn}}} " (PDF) . Журнал кристаллографии. Новые кристаллические структуры . 218 (4): 409–413. doi : 10.1524/ncrs.2003.218.4.409 . ISSN 1433-7266 . Получено 15 июня 2013 г.
- ^ abc Анантанараянан, В. (июнь 1962 г.). «Спектры комбинационного рассеяния света кристаллических двойных сульфатов. Часть II. Двойные сульфаты аммония». Zeitschrift für Physik . 166 (3): 318–327. Бибкод : 1962ZPhy..166..318A. дои : 10.1007/BF01380779. S2CID 123224200.
- ^ "База данных материалов". Atom Work .
- ^ Лим, Ае Ран (2011). «Термодинамические свойства и фазовые переходы кристаллов соли Туттона ». Журнал термического анализа и калориметрии . 109 (3): 1619–1623. doi :10.1007/s10973-011-1849-2. ISSN 1388-6150. S2CID 95478618.
- ^ abcdef Эйлер, Харальд; Бруно Барбье; Альке Минц; Армин Кирфель (2009). "Кристаллические структуры солей Туттона Tl 2 [ M II ( H 2 O ) 6 ] ( SO 4 ) 2 {\displaystyle {\ce {Tl2[M^{II}(H2O)6](SO4)2}}} , M II = Mg , Mn , Fe , Co , Ni , Zn {\displaystyle {\ce {M^{II}= Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Zn}}} ". Журнал кристаллографии - Новые кристаллические структуры . 224 (3): 355–359. doi : 10.1524/ncrs.2009.0157 . ISSN 1433-7266.
- ^ Swanson, HE; McMurdie, HF; Morris, MC; Evans, EH (сентябрь 1969 г.). Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины: Раздел 7. Данные для 81 вещества. Вашингтон, округ Колумбия: Цифровая библиотека UNT. стр. 70. Получено 17 июня 2013 г.
- ^ abc Доуб, Кристофер; Кристофер Нобл; Грэм Карвер; Филип Л. В. Тредженна-Пигготт; Гарри Дж. Макинтайр; Энн-Лор Барра; Антония Нилс; Стефан Янссен; Фанни Джурани (2004). "Электронная и молекулярная структура высокоспиновых d4-комплексов: экспериментальное и теоретическое исследование катиона [Cr(D 2 O) 6 ] 2+ в солях Туттона". Журнал Американского химического общества . 126 (50): 16639–16652. doi :10.1021/ja046095c. ISSN 0002-7863. PMID 15600370.
- ^ Добе, Кристофер; Ханс-Петер Андрес; Филип Л. В. Трегенна-Пигготт; Сюзанна Моссин; Хёгни Вайхе; Стефан Янссен (2002). "Исследование неупругого рассеяния нейтронов при переменной температуре соли Туттона хрома(II): проявление эффекта Яна–Теллера 5 E ⊗ e". Chemical Physics Letters . 362 (5–6): 387–396. Bibcode :2002CPL...362..387D. doi :10.1016/S0009-2614(02)01131-4. ISSN 0009-2614.
- ^ abc "база данных материалов" . Получено 2 июля 2015 г.
- ^ Чжоу, Давэй; Р. В. Крейлик (1993). «Обмен электронным спином в монокристаллах соли меди Туттона ( )». Журнал физической химии . 97 (37): 9304–9310. doi :10.1021/j100139a009. ISSN 0022-3654.
- ^ ab Ballirano, Paolo; Girolamo Belardi (2007). "Уточнение по Ритвельду соли Туттона на основе данных порошковой дифракции рентгеновских лучей с параллельным пучком". Acta Crystallographica Section E. 63 ( 2): i56–i58. doi :10.1107/S1600536807002656. ISSN 1600-5368.
- ^ Баллирано, Паоло; Джироламо Беларди; Фердинандо Боси (2007). «Переопределение соли Туттона ». Acta Crystallographica Раздел E. 63 (7): i164–i165. дои : 10.1107/S1600536807029790. ISSN 1600-5368.
- ^ Swanson, HE; McMurdie, HF; Morris, MC; Evans, EH. (Сентябрь 1969). Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины: Раздел 7. Данные для 81 вещества. Вашингтон, округ Колумбия: Цифровая библиотека UNT. стр. 14. Получено 17 июня 2013 г.
- ^ ab Simmons, Charles J.; Michael A. Hitchman; Horst Stratemeier; Arthur J. Schultz (1993). "Исследование нейтронной дифракции на монокристалле при высоком давлении и низкой температуре дейтерированного и водородсодержащего сульфата аммония гексааквамеди(II) (соль Туттона): искажение Яна-Теллера с переключением давления". Журнал Американского химического общества . 115 (24): 11304–11311. doi :10.1021/ja00077a032. ISSN 0002-7863.
- ^ abc "976 Диаммоний гексаквамедь(ii) сульфат ( ( NH 4 ) 2 [ Cu ( H 2 O ) 6 ] ( SO 4 ) 2 {\displaystyle {\ce {(NH4)2[Cu(H2O)6](SO4)2}}} ) (ICSD 62991)". openmopac . Получено 2 июля 2015 г.
- ^ Swanson, HE; McMurdie, HF; Morris, MC; Evans, EH. (Сентябрь 1969). Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины: Раздел 7. Данные для 81 вещества. Вашингтон, округ Колумбия: Цифровая библиотека UNT. стр. 72. Получено 17 июня 2013 г.
- ^ Swanson, HE; HF McMurdie; MC Morris; EH Evans (сентябрь 1970 г.). "Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины" (PDF) . Монография Национального бюро стандартов 25, раздел 8 . Национальное бюро стандартов. стр. 64 . Получено 16 июня 2013 г. .
- ^ Swanson, HE; McMurdie, HF; Morris, MC; Evans, EH (сентябрь 1969 г.). Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины: Раздел 7. Данные для 81 вещества. Вашингтон, округ Колумбия: Цифровая библиотека UNT. стр. 14. Получено 17 июня 2013 г.
- ^ "Mohrite" (PDF) . Mineral Data Publishing . Получено 17 июня 2013 г. .
- ^ Swanson, HE; HF McMurdie; MC Morris; EH Evans (сентябрь 1970 г.). "Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины" (PDF) . Монография Национального бюро стандартов 25, раздел 8 . Национальное бюро стандартов. стр. 87 . Получено 16 июня 2013 г. .
- ^ Swanson, HE; HF McMurdie; MC Morris; EH Evans (сентябрь 1970 г.). "Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины" (PDF) . Монография Национального бюро стандартов 25, раздел 8 . Национальное бюро стандартов. стр. 54 . Получено 16 июня 2013 г. .
- ^ Somasekharam, V.; YP Reddy (1985). «Спектроскопические исследования иона ванадила в гексагидрате сульфата магния рубидия». Solid State Communications . 53 (8): 695–697. Bibcode : 1985SSCom..53..695S. doi : 10.1016/0038-1098(85)90380-1. ISSN 0038-1098.
- ^ Swanson, HE; McMurdie, HF; Morris, MC; Evans, EH (сентябрь 1970 г.). Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины: Раздел 8. Данные для 81 вещества. Вашингтон, округ Колумбия: Цифровая библиотека UNT. стр. 70. Получено 17 июня 2013 г.
- ^ Swanson, HE; McMurdie, HF; Morris, MC; Evans, EH (сентябрь 1969 г.). Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины: Раздел 7. Данные для 81 вещества. Вашингтон, округ Колумбия: Цифровая библиотека UNT. стр. 18. Получено 17 июня 2013 г.
- ^ Чанд, Прем; Р. Мурали Кришна; Дж. Лакшмана Рао; С.В. Дж. Лакшман (1993). «ЭПР и оптические исследования ванадильных комплексов в двух кристаллах-хозяевах солей таллия Туттона». Радиационные эффекты и дефекты в твердых телах . 127 (2): 245–254. Bibcode : 1993REDS..127..245C. doi : 10.1080/10420159308220322. ISSN 1042-0150.
- ^ "ICSD for WWW" . Получено 15 июня 2013 г.
- ^ Эйлер, Х.; Б. Барбье; С. Клумпп; А. Кирфель (2000). "Кристаллическая структура солей Туттона, Rb 2 [ M II ( H 2 O ) 6 ] ( SO 4 ) 2 {\displaystyle {\ce {Rb2[M^{II}(H2O)6](SO4)2}}} , M II = Mg , Mn , Fe , Co , Ni , Zn {\displaystyle {\ce {M^{II}= Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Zn}}} " (PDF) . Журнал кристаллографии. Новые кристаллические структуры . 215 (4): 473–476. doi : 10.1515/ncrs-2000-0408 . ISSN 1433-7266 . Получено 15 июня 2013 г.
- ^ ab Swanson, HE; McMurdie, HF; Morris, MC; Evans, EH (сентябрь 1969 г.). Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины: Раздел 7. Данные для 81 вещества. Вашингтон, округ Колумбия: Цифровая библиотека UNT. стр. 20. Получено 17 июня 2013 г.
- ^ Монтгомери, Х.; Р. В. Честейн; Э. К. Лингафельтер (1966). «Кристаллическая структура солей Туттона. V. Гексагидрат сульфата аммония марганца». Acta Crystallographica . 20 (6): 731–733. doi : 10.1107/S0365110X66001762 . ISSN 0365-110X.
- ^ Swanson, HE; McMurdie, HF; Morris, MC; Evans, EH (сентябрь 1970 г.). Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины: Раздел 8. Данные для 81 вещества (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия, стр. 12. Получено 17 июня 2013 г.
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Налбандян, В.Б. (29 февраля 2012 г.). «Гексагидрат сульфата марганца таллия, отсутствующая соль Туттона и краткий обзор всего семейства». Порошковая дифракция . 23 (1): 52–55. Bibcode : 2008PDiff..23...52N. doi : 10.1154/1.2840634. S2CID 97043497.
- ^ abc Ван, Ся; Синьсинь Чжуан; Гэнбо Су; Юпин Хэ (2008). "Новый ультрафиолетовый фильтр: монокристалл Rb 2 Ni ( SO 4 ) 2 ⋅ 6 H 2 O {\displaystyle {\ce {Rb2Ni (SO4)2.6H2O}}} (RNSH)" (PDF) . Оптические материалы . 31 (2): 233–236. Bibcode :2008OptMa..31..233W. doi :10.1016/j.optmat.2008.03.020. ISSN 0925-3467.
- ^ Swanson, HE; McMurdie, HF; Morris, MC; Evans, EH (сентябрь 1969 г.). Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины: Раздел 7. Данные для 81 вещества. Вашингтон, округ Колумбия: Цифровая библиотека UNT. стр. 23. Получено 17 июня 2013 г.
- ^ Монтгомери, Х.; Э. К. Лингафельтер (10 ноября 1964 г.). «Кристаллическая структура солей Туттона. II. Гексагидрат сульфата магния и гексагидрат сульфата никеля и гексагидрат сульфата аммония». Acta Crystallographica . 17 (11). Международный союз кристаллографии: 1478. doi : 10.1107/s0365110x6400367x .
- ^ Моррис, Марлен С.; Макмерди, Говард Ф.; Эванс, Элоиза Х.; Парецкин, Борис; Хаббард, Кэмден Р.; Кармель, Саймон Дж. (1980). "Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины: Раздел 17. Данные для 54 веществ". Заключительный отчет Национального бюро стандартов . Bibcode : 1980nbs..reptR....M.
- ^ «Моноклинные двойные сульфаты, содержащие аммоний. Завершение серии двойных сульфатов». Январь 1916 г.
- ^ Swanson, HE; McMurdie, HF; Morris, MC; Evans, EH (сентябрь 1969 г.). Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины: Раздел 7. Данные для 81 вещества. Вашингтон, округ Колумбия: Цифровая библиотека UNT. стр. 78. Получено 17 июня 2013 г.
- ^ ab Бернхард, Пауль; Луди, Андреас (март 1984). "Инфракрасные и рамановские спектры ионов гексаакварутения: анализ нормальных координат для и ". Неорганическая химия . 23 (7): 870–872. doi :10.1021/ic00175a015.
- ^ Мидо, М. Сатаке и Y.; Сатаке, М. (2010-01-01). Химия переходных элементов. Discovery Publishing House. стр. 43. ISBN 9788171412433. Получено 17 июня 2013 г.
- ^ Монтгомери, Х.; Б. Моросин; Джей Джей Нэтт; А. М. Витковская; ЕС Лингафельтер (1967). «Кристаллическая структура солей Туттона. VI. Гексагидраты сульфата аммония ванадия (II), железа (II) и кобальта (II)». Акта Кристаллографика . 22 (6): 775–780. дои : 10.1107/S0365110X67001550 . ISSN 0365-110X.
- ^ Swanson, HE; McMurdie, HF; Morris, MC; Evans, EH (сентябрь 1969 г.). Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины: Раздел 7. Данные для 81 вещества. Вашингтон, округ Колумбия: Цифровая библиотека UNT. стр. 43. Получено 17 июня 2013 г.
- ^ Лим, Ае Ран; Ким, Сун Ха (23 июля 2015 г.). «Структурные и термодинамические свойства соли Туттона K2Zn(SO4)2·6H2O». Журнал термического анализа и калориметрии . 123 (1): 371–376. doi :10.1007/s10973-015-4865-9. S2CID 93389171.
- ^ Somasekharam, V; Prasad, P Siva; Ramesh, K; Reddy, YP (1 февраля 1986 г.). «Электронные спектры ионов VO и Cu в гексагидрате сульфата цинка рубидия». Physica Scripta . 33 (2): 169–172. Bibcode : 1986PhyS...33..169S. doi : 10.1088/0031-8949/33/2/014. S2CID 250762626.
- ^ Swanson, HE; McMurdie, HF; Morris, MC; Evans, EH (сентябрь 1969 г.). Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины: Раздел 7. Данные для 81 вещества. Вашингтон, округ Колумбия: Цифровая библиотека UNT. стр. 55. Получено 17 июня 2013 г.
- ^ Lakshmana Rao, J.; K. Purandar (1980). "Спектр поглощения в гексагидрате сульфата цинка и цезия". Solid State Communications . 33 (3): 363–364. Bibcode : 1980SSCom..33..363L. doi : 10.1016/0038-1098(80)91171-0. ISSN 0038-1098.
- ^ Swanson, HE; McMurdie, HF; Morris, MC; Evans, EH (сентябрь 1969 г.). Стандартные порошковые рентгенодифракционные картины: Раздел 7. Данные для 81 вещества. Вашингтон, округ Колумбия: Цифровая библиотека UNT. стр. 25. Получено 17 июня 2013 г.
- ^ Voigt, W.; S. Göring (1994). «Плавление солей Туттона, изученное методом ДСК». Thermochimica Acta . 237 (1): 13–26. doi :10.1016/0040-6031(94)85179-4. ISSN 0040-6031.
- ^ Чанд, Прем; Кришна, Р. Мурали; Рао, Дж. Лакшмана; Лакшман, С.В.Дж. (ноябрь 1993 г.). «ЭПР и оптические исследования ванадильных комплексов в двух кристаллах-хозяевах солей Туттона таллия». Радиационные эффекты и дефекты в твердых телах . 127 (2): 245–254. Bibcode : 1993REDS..127..245C. doi : 10.1080/10420159308220322.
- ^ Янкова, Румяна; Гениева, Светлана (июнь 2019). "Кристаллическая структура и ИК-исследование двойной соли Cs2Ni(SeO4)2·4H2O". Chemical Data Collections . 21 : 100234. doi :10.1016/j.cdc.2019.100234. S2CID 181399910.
- ^ Янкова, Румяна (май 2020 г.). "Анализ поверхности по Хиршфельду и ИК-исследование селената рубидия гексааквамеди(II)". Chemical Data Collections . 27 : 100379. doi : 10.1016/j.cdc.2020.100379. S2CID 218940437.
- ^ Рекик, Валид; Наили, Гусин; Мхири, Тахар; Батай, Тьерри (апрель 2005 г.). «Пиперазиндиий гексааквацинк (II) бис (сульфат): структурный аналог солей Туттона». Acta Crystallographica Раздел E. 61 (4): м629. дои : 10.1107/s1600536805005982.
- ^ Colaneri, Michael J.; Teat, Simon J.; Vitali, Jacqueline (20 февраля 2020 г.). «Характеристики электронного парамагнитного резонанса и кристаллическая структура аналога соли Туттона: сульфат креатининия кадмия, легированный медью». Журнал физической химии A. 124 ( 11): 2242–2252. Bibcode : 2020JPCA..124.2242C. doi : 10.1021/acs.jpca.0c00004. OSTI 1777953. PMID 32078331. S2CID 211231042.