ℹ️ В кристаллах, растворах и газах молекулы связываются друг с другом различными нековалентными связями – водородными, электростатическими, пи-, сигма- и так далее. От этих относительно слабых взаимодействий зависят многие физические, химические и биологические свойства веществ. Несмотря на то, что нековалентные взаимодействия в соединениях металлов седьмой группы изучаются давно, их роль в физических свойствах соединений до сих пор остается неясной. Целью данной работы было выяснить влияние анион-анионных взаимодействий на возможные фазовые переходы в кристаллических веществах.
🧑🔬Учёные #ИФХЭ РАН синтезировали десять солей рениевой кислоты с органическими катионами. Нековалентные взаимодействия анализировались с помощью метода поверхностей Хиршфельда, который показал, что основной вклад в образование кристалла вносят водородные связи.
💬«Кристаллическая решётка перренатов с органическими катионами образуется за счёт слабых нековалентных взаимодействий. Короткие анион-анионные взаимодействия между анионами ReO4 (-1) среди них одни из самых сильных. Хотя водородных взаимодействий может быть больше, и вклад их суммарно получается больше, одно анион-анионное взаимодействие может пересиливать десяток водородных связей», – отметил один из авторов работы, м.н.с.лаборатории анализа радиоактивных материалов #ИФХЭ РАН Антон Новиков.
Был предложен способ классификации анион-анионных взаимодействий в перренатах и термины «одиночный замок» (атом кислорода одного перренат-иона соединяется с атомом рения другого) и «двойной замок» (атом кислорода и атом рения одного аниона связываются соответственно с атомом рения и атомом кислорода другого перренат-иона).
💬«Нагревая различные перренаты, мы смотрели, как изменяются свойства кристаллов до того момента, когда молекула разрушится. Выяснилось, что чем больше анион-анионных взаимодействий в кристалле и чем лучше они упорядочены, тем меньше вероятность того, что до разрушения химической структуры молекулы в веществе произойдут фазовые переходы второго рода», – рассказал научный сотрудник лаборатории химии технеция #ИФХЭ РАН, к.х.н. Михаил Волков.
🧲Фазовые переходы второго рода имеют большое значение при синтезе материалов с заданными магнитными или оптическими свойствами. Они проявляются в изменении таких параметров, как теплоёмкость, сжимаемость, оптические или магнитные свойства и другие. Изменение кристаллической структуры без изменения агрегатного состояния – тоже фазовый переход второго рода. Они могут сопровождаться изменением цвета, но чаще для того, чтобы зафиксировать фазовый переход второго рода, требуются приборы.
Работа опубликована в журнале 📕CrystEngComm, 13 November 2024, Advance Article. DOI: 10.1039/D4CE00951G.
🔗 Подробнее на нашем сайте.
#ИФХЭ новости