Синтез и термохимия соединений LnMeMn2O5,5 (Ln - р.з.э., Me - щелочноземельный металл) Оралова, Айгуль Турабаевна

Введение к работе

Актуальность гемы. Зозрастаицее внедрение электронной техники в различные отрасли неродного хозяйства выдвигает в качестве первоочередной научной, задачи поиск новых разнообразных неорганических материалов с перспективными электрофизическими свойствами, и их углубленное дизико-химическое изучение. К числу таких могут быть о: несены материалы, обладавшие пьезо-.пири.-сегнегиэлекгрическики, ли-лупровоцникозшіИ , радио люминесцентными свойствами и высокотемпературной сверхпроводимосгьо. Поогому определенный научный и практический интерес прецсгавляег получение новых, ранее неизвестных и неисследованных соединений, обладавших вышеуказанными свойствами.

Такие свойства, по прогнозам теоретиков, мокно окидать в системах с участием марганца (Ш),оксидов редкоземельных элементов и щелочноземельных металлов. Вакной особенность!) этих соединения яз~ ляегст их высокая термическая устойчивость ( не плавятся и не разлагается до 1500-1700С), а гакке их химическая устойчивость к кислотам и шелочам. Кроме того .соединение данного типа экологически безвредны : не растворяется в воде, не выделяют токсичных весесгв и не ядовиты.

В связи с этим соединения, состоящие из оксидов вышеуказанных элементов, заслуживает внимания и углубленного изучения их физико-химических свойств.

Следует особо подчеркнуть, что до сих пор недостаточно изучена неорганическая химия соединений на основе оксида Мп(Ш). Поэтому получение новых классов соединений на основе Mn₂0_s не только восполняет пробел в исследовании химии марганца, но и дает эозмок-ноегь исследовать и прогнозировать полученные вещесгза с точки зрения неорганического материаловедения.

В связи с вышеизложенным, т.е. крайне недостаточная изученность соединений ка основе Мп^ІІІ) и р.з.э., а гакке предпосылка их

4 использования в качестве очень перспективних веществ в неорганическим материаловедении , ставит эту проблему актуальной и .естественно, возникает вопрос хотя бы частичного ее решения.

Работа выполнена в инициативном и поисковом плане в рамках госбюдкегной темы Химики-металлургического института НЦ КШ4С РК "Фазовые равновесия в системах, состоящих из оксидов цветных металлов и оксида мышьяка (У) ' и исследование термодинамических свойств образующихся фаз, включенную в Республиканскую комплексную целевую научно-техкическус программу на 1993-1997 г.г. к ао теме -" Синтез и физико-химическое исследование тугоплавких неорганических оксидных соединения ка основе мышьяка, обладающих сегкегоэлекгри-ческими .полупроводниковыми свойствами и высокотемпературной сверхпроводимостью ", удостоенной гранта Фонда науки РК (1993-1994 г.г.).

!i?Lbработы. Синтез ранее неисследованных соединении на основе оксидов марганца (Ш), р.з.э.(1) и щелочноземельных металлов и изучение их термохимических и термодинамических характеристик, а гакке физических свойств. В соогвегсгвии с поставленной целью были определены следующие задачи:

- проведение высокотемпературного синтеза новых соединений

на основе оксидов марганца 'Ш), р.з.э, и щелочноземельных металлов;

определение рентгенографической структуры полученных соединений;

калориметрическое исследование теплоемкости образующихся фаз и определение температурных зависимостей термодинамических функций;

расчет термодинамических характеристик: (стандартной энтропии,теплоемкости, энтальпии и энергии Гиббса, образования фаз);

термодинамический анализ твердофазного взаимодействия компонентов в исследуемых системах;

приведение физических исследований с целью выявления ценных электрофизических свойств полученных соединений.

научная новизна аиссеогации состоит в ела дув тем;

IV впервые синтезированы 15 новых соединений на основе оксидов марганца (Ш), р.з.э. и щелочноземельных металлов состава in Me / ^.,-(//7-р.з.э., Не. -щелочноземельный металл) и определены рентгенографические характеристики (сингония; параметри элементарной ячейки, плотность к др.) восьми полученных соединении;

1. впервые экспериментально исследованы теплоемкости соединения состава JjlMt Mrii<в интервале температур 293,І5-б73їі. її» основе экспериментальных данных выведены температурные зависимости термодинамических функция -S'(T), НЧ^)_Н(298,15),г^>:х(Т);

2. впервые рассчитаны 60 соединений типа СпМеМПг Os.s,значение стандартной энтропии и теплоемкости, а такке выведены уравнения температурной зависимости теплоемкости в строком интервале температур;

¹\. разработан метод расчета стандартных энтальпий образовании соединений данного класса, ha его основе рассчитаны стандартные те, модинамические функции Сл5 Н 298,15), а 5- fi- (.298,15) для 60 соединения типа In МеМпг O_s,< ;

5. проведен термодинамический анализ твердофазного взаимодействия оксидов // D_t , МеО, Мп_г0₃ и исследовано явление периодичности в изменении термодинамических функций'соединений типа /п/'fe Л'Лг G^.cDT положения р.з.э. и селочноземельних металлов V-Периодической системе;

6. впервые проведены исследования по термостимулированной лв-минесценции

Научно-практическое значение. Полученные результаты могут <5ыг полезными для направленного сингеза различных других слокных соединении подооного класса, облацаецих разнообразными ценными электрофизическими свойствами , для прогнозирования физико-химических свойств образупщихся фаз.

Полученные данные о термодинамических характеристиках иссле-

дуемых соединений представляют интерес в качесгзе справочных материалов при практических и теоретических исследованиях, а гакке служат исходными информационными массивами для банков фундаментальных термодинамических констант.

Исследование соединения ^d&aMn_tO_fS методом гермосгинули-рованнии люминесценции показало,что он обладает радиолюминесцентными свойствами и может представлять собой перспективный материал в качестве радиолюминофора.

Теоретические положения, разработанные в диссертации,могут быть использованы при чтении спецкурсов по разделам неорганической химии,особенно по химии марганца и р.з.э.

Основные_поло^(ения_г^ыносите_та_зашигу:

- синтез и рентгенографическое исследование структуры
lnMeMn₂0_ss;

экспериментальное термохимическое исследование с целью определения теплоємкостей соединений //7/%^* Os.s и рассчитанные на ее основе температурные зависимости их термодинамических функций;

расчет основных термодинамических функций соединений данного класса: а$Н' (298,15), .$'(298,15), л$'(298,15), /' (Т), Л г '(298,15);

Пу_бмкации_и_апоба^ид_о_абогы^ По материалам диссертации опубликовано 4 сгагьи в центральных и академических изданиях РАН и I тезис доклада на Международной конференции,результаты работы доложены и обсукдены на У Мекдународной конференции по химии и технологии халькогенов и халькогенидов,посвященной 70-легию со дня рождения академика Е.А.Букегова (Караганда,1995 г.).

^bS.H_ii_IEi!iIIEi_Ei$.Li* Диссертация изложена на доо страницах машинописного текста,включает 22 рисунка:, 23 таблицы, список литературы из 61 наименования. Работа состоит из ;

зве де-кия, пяти г/.ан,„выводов,-списка- литерэгурьк

сслнріанле работы