一种锂锌硼磷酸盐的晶体结构
张爱芸;张丽娜;郑娟
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【摘 要】磷酸盐和硼磷酸盐在非线性光学晶体、催化剂、分子筛等功能材料方面有着潜在的应用前景.利用水热法合成硼磷化合物LiZn(H2O)2(BP2O8)·H2O,单晶X射线衍射分析证明化合物属六方晶系,空间群为P6522,Z=6.Mr=1956.72,a=0.944 67(8)nm,c=1.563 97(13)nm,V=1.208 7(18)tnm3,Dc=2.688g/cm3,F(000)=966,R=0.033 2,Wr =0.073,符合I＞2σ(I)的独立衍射点768个.结构中BO4,PO4基团形成1∞[BP2O8]3-螺旋带与ZnO6相连构成八面体-四面体空间骨架,水分子靠近螺旋带通道的内侧,起到稳定骨架的作用.%A borophosphate compound Li[ ZnBP2O8( H2O)2 ] · H2O, was prepared by hydrothermal synthesis. X - ray single crystal diffraction analysis shows that the crystal structure of Li[ ZnBP2O8 ( H2O)2 ] ·H2O is hexagonal, space group is P6,22 with Z = 6. Mr = 1956. 72, a = 0. 944 67 ( 8) nm, c = 1. 563 97 ( 13)nm , V = 1. 208 70( 18) nm3 , Dc = 2. 688 g/cm3 , F( 000) = 966, R = 0. 033 2 , Wr = 0. 073 0, and 768 reflections is obrved within I＞ 2σ(I) . The crystal structure of the compound contains infinite one - dimensional borophosp
hate ribbons 1∞ [ BP2O8 ] 3- , which is built by BO4 and PO4 tetrahedra arranged around 65 screw axes.
【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》及时复习
【年(卷),期】2011(030)001
【总页数】4页(P100-103)
【关键词】行政六大模块硼磷酸盐;单晶;结构;水热合成
印度甩饼【作 者】张爱芸;张丽娜;郑娟联通手机如何上网
【作者单位】河南理工大学理化学院,河南焦作454000;河南理工大学理化学院,河南焦作454000;河南理工大学理化学院,河南焦作454000
【正文语种】中 文
霍县【中图分类】O641
0 引 言
榕树的养殖方法
硼氧、磷氧配位多面体结构的独特性以及土族、过渡金属元素取代可能引起的结构畸变使硼酸盐、磷酸盐和硼磷酸盐成为非线性光学晶体、催化剂，分子筛等功能材料的备选化合物．目前许多使用的非线性光学材料如高功率激光频率转换晶体大多属于磷酸盐(如KTiOPO4，KH2PO4)或硼酸盐(β-BaB2O4，LiB3O5等)化合物．硼磷酸盐是既含磷氧基团(PO4)又含硼氧基团(BO4或BO3)的一类新型材料体系，其阴离子基团由磷氧基团和硼氧基团以不同的方式连接而成，形成孤岛状、团簇状、链状、环状、层状、架状等，具有丰富的结构化学特点，2种基团的协同效应可能赋予这种材料更加优秀的品质，在非线性光学材料、铁电材料、压电材料和催化材料等方面有着潜在更加广阔的应用前景，近年来已成为制备化学家极为关注的研究热点．第一个硼磷酸盐-硼磷镁石(Lueneburgite), Mg3(H2O)6[B2(OH)6(PO4)2]的发现可以追溯到1870年，它是由Noellner发现的天然矿物．1996年，Kniep等第一次用水热法合成了硼磷酸盐并对其作了系统的研究[1]，从而为硼磷酸盐体系发展开创了一个崭新局面．同时含有这2种基团的硼磷酸盐化合物成为人们寻找新型非线性功能材料的优选目标，其所具有的潜在前景引起了人们广泛的兴趣,如：MII[BPO4(OH)2] (MII= Mn, Fe, Co); MIMII(H2O)2[BP2O8]·H2O (M =Na, K; M = Mg, Mn,
Fe, Co, Ni, Zn); Fe(H2O)2BP2O8·H2O; LiMg(H2O)2[BP2O8]·H2O; Cu(H2O)2[B2P2O8(OH)2]; Na2[VB3P2O12(OH)]·2.92H2O; Sc(H2O)2[BP2O8]·H2O; Na2[MIIB3P2O11(OH)]·0.67H2O(MII = Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn)[2-9].本文采用水热反应合成了一种含金属锂、锌的硼磷酸盐LiZn(H2O)2(BP2O8)·H2O，并对其结构进行了测试和分析．
1 实验部分
1.1 试剂和仪器
实验所用Zn(NO3)2·6H2O和Li2B4O7均为分析纯试剂,H3PO4(85%水溶液)；SMARTAPEXII型X射线单晶衍射仪(德国布鲁克AXS有限公司生产)．
1.2 化合物的合成
将0.892 g(3 mmol)Zn(NO3)2·6H2O溶于5 mL蒸馏水中，搅拌下缓慢加入1.69 g(10 mmol)Li2B4O7和2 mL H3PO4(85%)，混合均匀，然后置于30 mL的内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中，在170℃晶化6 d后，得到大量无色正多面体．
2 晶体结构的测定安全生产管理人员
选取大小为0.20 mm×0.18 mm×0.16 mm的晶体用于X射线单晶结构的测定，衍射数据在BrukerAPEX-IICCD衍射仪上收集，Mo靶λMoKα=0.071 073 nm，石墨单色器，以ψ扫描方式在2.5°≤θ≤26.2°内收集衍射点6 593个，符合I>2σ(I)的独立衍射点805个，用于结构的求解和精修．化合物粗结构由直接法解出，其余非氢原子坐标是在以后数轮差值傅里叶合成中陆续确定的，非氢原子位置参数和各向异性温度因子均用全矩阵最小二乘法F2修正至R1=0.033 2,Wr2=0.073 0,S=1.06，Δρ=0.000 86-0.000 57e nm-3．标题化合物属六方晶系，空间群为P6522，a=0.944 67(8) nm，c=1.563 97(13) nm，γ=120.00°，V=1.208 7(18) nm3，Mr=1 956.72，Z=1，Dc=2.688 g/cm3，F(000)=966，μ=3.5 mm-1,计算采用SHELXITL程序完成[10]．
3 结构与讨论
化合物的非氢原子坐标和等效各向同性热参数、主要键长和键角分别列与表1和表2中．在LiZn(H2O)2(BP2O8)·H2O晶体结构不对称单元中B和Zn处于结晶学的对称轴上，而P处于一般位置，在晶体中P和B是四配位，Zn是六
配位，如图1所示．BO4和PO4通过共角缩合行成一个围绕65螺旋轴盘旋伸展的手性带，同时形成一个以65螺旋轴为中心的孔道如图2所示，在螺旋带中每个BO4四面体与4个PO4四面体相连，并处于带的中心线上，每个PO4四面体与相邻的2个BO4四面体共角相连处于螺旋带的边线上，并具有2个端基氧原子．Zn原子处于2个螺旋带之间的空隙之中，与每个螺旋带中来自2个PO4基团中的2个端基氧配位，另外2个位置由水分子占据，因此，Zn原子形成八面体几何特征．通过Zn原子的配位作用，把一维的螺旋带连接起来形成了一个三维敞开骨架结构．Li原子占据螺旋带螺纹内的外侧，分别与PO4中的氧原子(O1)和3个H2O分子中的氧原子(O1W,O2W)相连，具有平衡螺旋带电荷和稳定螺旋带的作用．
表1 化合物LiZn(H2O)2(BP2O8)·H2O的原子坐标(×103)和各向同性或各向同性温度因子Tab.1 Atomic coordinates (×103) and isotropic or equivalent isotropic displacement parameters of the compound LiZn(H2O)2(BP2O8)·H2O nmxyzUiso∗/UeqZn1-450.52 (4)-549.48 (4)-5833128 (2)P1-218.38 (13)-386.71 (13)-4195.5 (7)100 (2)O1-374.9 (4)-516.3 (4)-4587.4 (19)178 (7)O1W-191 (5)-478.1 (5)-6204 (2)288 (9)H1WA-165.9-55-6072350∗H1WB-120.1-385-6013350∗O2-236.9 (3)-415.2 (3)-3211.9 (17)109 (6)O3-193.1 (4)-213.5 (4)-4359 (2)142 (7)O4-66.7 (4)-380.1 (4)-4530 (19)167 (7)B1-151.6 (4)-303.3 (9)
-2500120 (13)O2W-814.6 (13)-907.3 (6)-41671040 (3)H2W-87.3 (3)-887.9 (9)-4506 (6)1240∗Li1-54.2 (5)-771 (2)-4167134 0(10)
表2 化合物LiZn(H2O)2(BP2O8)·H2O的部分键长/nm和键角/(°)Tab.2 Selected bond/nm and angles/(°) of the compound LiZn(H2O)2(BP2O8)·H2O化合物键长(键角)化合物键长(键角)化合物键长(键角)Zn1-O10.2045 (3)O1W-H1WA0.08498B1-O2-P1130.6 (3)Zn1-O1i0.2045 (3)O1W-H1WB0.08500B1iii-O3-P1128.6 (3)Zn1-O4ii0.2062 (3)O2-B10.1468 (5)P1-O4-Zn1iv139.0 (2)Zn1-O4iii0.2062 (3)O3-B1iii0.1457 (5)O3v-B1-O3iv103.6 (5)Zn1-O1Wi0.2269 (4)O4-Zn1iv0.2062 (3)O3v-B1-O2vi111.85 (16)Zn1-O1W0.2269 (4)B1-O3v0.1457 (5)O3iv-B1-O2vi113.56 (16)
续表2化合物键长(键角)化合物键长(键角)化合物键长(键角)P1-O40.1498 (3)B1-O3iv0.1457 (5)O3v-B1-O2113.56 (16)P1-O10.1500 (3)B1-O2vi0.1468 (5)O3iv-B1-O2111.85 (16)P1-O30.1552 (3)O2W-H2W0.0847 (10)O2vi-B1-O2102.8 (5)P1-O20.1557 (3)O4ii-Zn1-O1Wi83.78 (14)O1-Zn1-O1i160.5 (2)O1-P1-O3111.23 (19)O4iii-Zn1-O1Wi178.18 (14)O1-Zn1-O4ii91.44 (12)O4-P1-O2112.02 (17)O1-Zn1-O1W87.46 (13)O1i-
Zn1-O4ii101.40 (13)O1-P1-O2106.44 (17)O1i-Zn1-O1W79.30 (13)O1-Zn1-O4iii101.40 (13)O3-P1-O2106.86 (17)O4ii-Zn1-O1W178.18 (14)O1i-Zn1-O4iii91.44 (12)P1-O1-Zn1129.8 (2)O4iii-Zn1-O1W83.78 (14)O4ii-Zn1-O4iii97.9 (2)Zn1-O1W-H1WA113.1O1Wi-Zn1-O1W94.6 (2)O1-Zn1-O1Wi79.30 (13)Zn1-O1W-H1WB113.1O4-P1-O1115.1 (2)O1i-Zn1-O1Wi87.46 (13)H1WA-O1W-H1WB110.6O4-P1-O3105.00 (19)
