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Synthese und Kristallstruktur eines gemischtvalenten Lithium-Tantalnitrids Li2Ta3N5

1991; Elsevier BV; Volume: 176; Issue: 1 Linguagem: Inglês

10.1016/0925-8388(91)90009-k

1873-4669

Th. Brokamp, H. Jacobs,

Ferroelectric and Piezoelectric Materials

Lithium, Lithiumnitrid oder -amid (Li, Li3N, LiNH2) reagiert mit Tantal(V)-nitrid (Ta3N5) zu Li2Ta3N5. Die reine Verbindung ist zugänglich, wenn LiNH2 und Ta3N5 in Hochdruckautoklaven (550 °C; p(NH3) = 0,6 GPa; 5 Tage) zur Reaktion gebracht werden. Ein im Autoklav herrschender Temperaturgradient ermöglicht hierbei die Trennung von in überkritischem Ammoniak schwerlöslichem Li2Ta3N5 von leichtlöslichem LiNH2. Röntgen- und Neutronenbeugungsexperimente an Pulvern führten zur Bestimmung der monoklinen Struktur (C2/m; Z=4; a=9,812(2) Å; b=4,201(1) Å; c=9,640(2) Å, β=90,93(1)°; geordnete Kochsalzvariante). Die Ta-N-Teilstruktur zeigt groβe Ähnlichkeit zur Raumtemperaturmodifikation von Ti3O5. Kurze Abstände d(Ta-Ta)=2,90 und 2,96 Å sowie der Diamagnetismus der Verbindung weisen auf Ta-Ta-Bindungen hin. Lithium, lithium nitride or lithium amide (Li, Li3N, LiNH2) reacts with tantalum(V)nitride (Ta3N5) to form Li2Ta3N5. The pure compound is obtained when the reaction between LiNH2 and Ta3N5 is carried out in a high pressure autoclave (550°C; p(NH3)=0.6 GPa; 5 days). A temperature gradient within the autoclave causes the separation of an excess of well soluble LiNH2 from sparingly soluble Li2Ta3N5 in supercritical ammonia. Powder X-ray and neutron diffraction data showed that the structure is monoclinic (C2/m; Z=4; a=9.812(2) Å; b=4.201(1) Å; c=9.640(2) Å; β=90.93(1)°) and of an ordered sodium chloride type. The Ta-N part of the structure resembles the room temperature modification of Ti3O5. The short interatomic distances d(Ta-Ta) of 2.90 Å and 2.96 Å and the diamagnetism of the compound suggest the presence of Ta-Ta bonds.