199034, г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2
Andrey P. Shablinskii
2 Makarova emb., 199034 Saint Petersburg
199034, г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2
199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9
Sofya V. Demina
2 Makarova emb., 199034 Saint Petersburg
7/9 Universitetskaya emb., 199034 Saint Petersburg
199034, г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2
Rimma S. Bubnova
2 Makarova emb., 199034 Saint Petersburg
199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9
Stanislav K. Filatov
7/9 Universitetskaya emb., 199034 Saint Petersburg
Объект исследования. Низкотемпературная модификация сульфата β-Rb2SO4 (Pmcn). Цель. Низкотемпературное исследование термического расширения β-Rb2SO4 методом порошковой терморентгенографии в сопоставлении с кристаллической структурой, а также трактовка анизотропии термического расширения β-Rb2SO4. Методы. Порошковая рентгенография, порошковая терморентгенография. Результаты. Методом низкотемпературной порошковой терморентгенографии впервые изучено термическое расширение сульфата β-Rb2SO4 в сопоставлении с кристаллической структурой. Фазовый состав подтверждался методом порошковой рентгеновской дифракции. Термическое расширение β-Rb2SO4 практически изотропно. В интервале температур от –177 до –140°C сульфат испытывает отрицательное термическое расширение. Дальнейшее повышение температуры ведет к изменению термического расширения – оно становится положительным. Предложено рассматривать кристаллическую структуру сульфата β-Rb2SO4 как смешанный каркас [RbSO4]–1, который, в свою очередь, состоит из фундаментальных строительных единиц (микроблоков) Rb(SO4)6. В интервале температур от комнатной до –100°С максимальное расширение сульфата β-Rb2SO4 происходит вдоль оси a. Минимальное термическое расширение наблюдается вдоль оси c, вдоль направления простирания колонн, состоящих из микроблоков (αa = 65.4(3)∙10–6°C–1, αb = 59.7(2)∙10–6°C–1, αc = 58.6(2)∙10–6°C–1 при 25°C). В интервале температур –177…–140°C термическое расширение отрицательно по всем трем направлениям (αa = –10.3(3)∙10–6°C–1, αb = –8.6(2)∙10–6°C–1, αc = –9.7(2)∙10–6°C–1 при –170°C). Выводы. Впер вые изучено термическое расширение сульфата β-Rb2SO4 в низкотемпературном интервале (–177…–25°C), дана его структурная трактовка, проведено сопоставление с термическим расширением изоструктурного β-K2SO4.
Research subject. The low-temperature modification of β-Rb2SO4 sulfate (Pmcn). Aim. Low-temperature study of the thermal expansion of β-Rb2SO4 by high-temperature powder X-ray diffraction in comparison with the crystal structure, as well as interpretation of the anisotropy of β-Rb2SO4 thermal expansion. Materials and Method. Powder X-ray diffraction and high-temperature powder X-ray diffraction. Results. The thermal expansion of β-Rb2SO4 sulfate was studied for the first time using low-temperature powder thermal X-ray diffraction in comparison with the crystal structure. The phase composition was confirmed by powder X-ray diffraction. The thermal expansion of β-Rb2SO4 is practically isotropic. Across the temperature range from –177 to –140°C, the sulfate experiences negative thermal expansion. A further increase in temperature leads to a change in its thermal expansion, which becomes positive. It is proposed to consider the crystal structure of β-Rb2SO4 sulfate as a mixed framework of [RbSO4]–1, which, in turn, consists of fundamental building units (microblocks) of Rb(SO4)6. Across the temperature range from room temperature to –100°C, the maximum expansion of β-Rb2SO4 sulfate occurs along the a axis. The minimum thermal expansion is observed along the c-axis, along the columns consisting of microblocks (αa = 65.4(3)∙10–6°C–1, αb = 59.7(2)∙10–6°C–1, αc = 58.6(2)∙10–6°C–1 at +25°C). In the temperature range from –177 to –140°C, thermal expansion is negative in all three directions (αa = –10.3(3)∙10–6°C–1, αb = –8.6(2)∙10–6°C–1, αc = –9.7(2)∙10–6°C–1 at –170°C). Conclusion. The thermal expansion of β-Rb2SO4 sulfate in the low-temperature range (from –177 to –25°C) was studied for the first time, its structural interpretation was performed. A comparison was given with the thermal expansion of isostructural β-K2SO4.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.