ИСТИНА

Настоящий проект посвящен получению кристаллов боратов и силикатов методом гидротермального синтеза в условиях, приближенных к природным. Интерес к данным соединениям связан с их разнообразной кристаллохимией и обнаружением в кристаллах нелинейно-оптических, ионопроводящих, лазерных, магнитных, люминесцентных свойств. Данное исследование включает в себя комплексный подход к исследованию вещества. На основании экспериментальных данных, полученных на дифрактометре XCalibur-S-CCD, будет выполнена расшифровка и уточнение структур в программе SHELX комплекса WinGX. Будет проведен кристаллохимический анализ полученной структуры и определено место среди известных боратов и силикатов. С помощью тополого-симметрийного анализа будут предсказаны новые фазы, которые в последствии могут быть найдены в природе или при синтезе. Будут выделены структуры, перспективные с точки зрения нелинейно-оптических и ионопроводящих свойств и проведен анализ соотношения структура – свойства кристаллов и выявлена связь с условиями кристаллизации.

This project is focused on the synthesis of borate and silicate crystals by hydrothermal synthesis under conditions close to natural. Interest in these compounds is associated with their diverse crystal chemistry and the detection in the crystals of nonlinear optical, ion-conducting, laser, magnetic, luminescent properties. This study includes an integrated approach to the study of the substance. Based on the experimental data obtained on the XCalibur-S-CCD diffractometer, determination and refinement of the structures in the SHELX program of the WinGX complex will be performed. A crystal-chemical analysis of the obtained structure will be carried out and a place is found among known borates and silicates. Using the topological symmetry analysis, new phases will be predicted, which can subsequently be found in nature or in synthesis. Structures with nonlinear optical and ion-conducting properties will be distinguished, and an analysis of the structure-property relationship of crystals and a relationship with the conditions of crystallization will be made.

К окончанию первого года работы над проектом предполагается: 1) Получить кристаллы новых боратов и силикатов. 2) Провести фазовую диагностику и выявить новые соединения. 3) По экспериментальным данным, полученным на монокристальном рентгеновском дифрактометре, провести расшифровки и уточнения структур. 4) Выполнить кристаллохимический анализ полученных моделей, определить место среди известных структур и их семейств. 5) На основании симметрии выделить структуры, перспективные с точки зрения нелинейно-оптических и ионопроводящих свойств. 6) Результаты исследования будут опубликованы в статьях и представлены на конференции. Структурные данные пополнят международные кристаллографические базы данных ICSD и ICDD и будут включены в курс «Порядок-беспорядок и политипия минералов» кафедры кристаллографии и кристаллохимии геологического факультета МГУ.

В проекте будут использованы полученные ранее оригинальные результаты по соединениям из семейств боратов и силикатов. Руководителем проекта были исследованы структуры боратов с нелинейно-оптическими свойствами: моноборат Na2Ce2[BO2(OH)][BO3]2⋅H2O [А.П. Топникова et. al. Крист. 61 №6 (2016) 905] и слоистый борат KGd[B6O10(OH)2] [E.L. Belokoneva et. al. Solid St. Scien. 46 (2015) 43]. Расположение тяжелых атомов в межпакетном пространстве в мегаборате Sm3[B13O22(OH)3](ОН)·3H2O [Е.Л. Белоконева et. al. Крист. 57 № 4 (2012) 568] может быть использовано как модель для захоронения трансурановых элементов. Слоистые силикаты Na3Tb3[Si6O18]·H2O [А.П. Топникова et. al. Крист. 61 №4 (2016) 553] и K8Gd3Si12O32Cl⋅2H2O [А.П. Зорина Крист. 59 №1 (2014) 41] являются потенциальными ионообменниками. Для K3Sc[Si3O9]⋅H2O [Е.Л. Белоконева et. al. Крист. 58 №4 (2013) 569] и в семействах структур родезита-дельхаелита [Е.Л. Белоконева et. al. Крист. 59 №4 (2014) 578], титаносиликатных слюд и родственных им гетерофиллосиликатов [Е.Л. Белоконева et. al. Крист. 60 №1 (2015) 5] на основе тополого-симметрийного анализа были предсказаны 11 гипотетических структур. Это позволяет рассчитывать на расширение круга объектов и новые результаты.