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Synthese und Kristallstruktur von K2(HSO4)(H2PO4), K4(HSO4)3(H2PO4) und Na(HSO4)(H3PO4)

2000; Wiley; Volume: 626; Issue: 9 Linguagem: Alemão

10.1002/1521-3749(200009)626

1521-3749

A. Stiewe, Erhard Kemnitz,

Chemical and Physical Properties in Aqueous Solutions

Gemischte Hydrogensulfathydrogenphosphate der Zusammensetzung K2(HSO4)(H2PO4), K4(HSO4)3- (H2PO4) und Na(HSO4)(H3PO4) wurden synthetisiert und mit Hilfe der Röntgeneinkristallstrukturanalyse strukturell charakterisiert. Im Falle von K2(HSO4)(H2PO4) wird die in einer früheren Strukturbeschreibung nicht beobachtete Überstruktur diskutiert. Dafür wurden von K2(HSO4)(H2PO4) zusätzlich Neutronenbeugungsexperimente an Pulvern durchgeführt. Die Röntgenstrukturanalyse führte zu folgenden Ergebnissen: K2(HSO4)(H2PO4) (T = 298 K), monoklin, Raumgruppe P21/c, a = 11,150(4) Å, b = 7,371(2) Å, c = 9,436(3) Å, β = 92,29(3)°, V = 774,9(4) Å3, Z = 4, R1 = 0,039; K4(HSO4)3(H2PO4) (T = 298 K), triklin, Raumgruppe P 1, a = 7,217(8) Å, b = 7,521(9) Å, c = 7,574(8) Å, (α = 71,52(1)°, β = 88,28(1)°, γ = 86,20(1)°, V = 389,1(8) Å3, Z = 1, R1 = 0,031; Na(HSO4)(H3PO4) (T = 298 K), monoklin, Raumgruppe P21, a = 5,449(1) Å, b = 6,832(1) Å, c = 8,718(2) Å, β = 95,88(3)°, V = 322,8(1) Å3, Z = 2, R1 = 0,032. Die Metallatome sind acht- bzw. neunfach von Sauerstoffatomen umgeben. In der Struktur von K2(HSO4)(H2PO4) sind die Ketten aus fehlgeordneten HnS/PO4–-Tetraedern über weitere Wasserstoffbrückenbindungen zu Schichten verknüpft. Das Wasserstoffbrückenbindungssystem von K4(HSO4)3(H2PO4) ist aus Dimeren von HnS/PO4–-Tetraedern aufgebaut, die unter der Bildung von Ketten miteinander verbunden sind. Über H-Brückenbindungen sind weitere HSO4–-Tetraeder an diese Ketten geknüpft. In der Kristallstruktur von Na(HSO4)(H3PO4) ist das Wasserstoffbrückenbindungssystem aus zu Schichten verknüpften HSO4–-Ionen und H3PO4-Molekülen aufgebaut. Synthesis and Crystal Structure of K2(HSO4)(H2PO4), K4(HSO4)3(H2PO4), and Na(HSO4)(H3PO4) Mixed hydrogen sulfate phosphates K2(HSO4)(H2PO4), K4(HSO4)3(H2PO4) and Na(HSO4)(H3PO4) were synthesized and characterized by X-ray single crystal analysis. In case of K2(HSO4)(H2PO4) neutron powder diffraction was used additionally. For this compound an unknown supercell was found. According to X-ray crystal structure analysis, the compounds have the following crystal data: K2(HSO4)(H2PO4) (T = 298 K), monoclinic, space group P 21/c, a = 11.150(4) Å, b = 7.371(2) Å, c = 9.436(3) Å, β = 92.29(3)°, V = 774.9(4) Å3, Z = 4, R1 = 0.039; K4(HSO4)3(H2PO4) (T = 298 K), triclinic, space group P 1, a = 7.217(8) Å, b = 7.521(9) Å, c = 7.574(8) Å, α = 71.52(1)°, β = 88.28(1)°, γ = 86.20(1)°, V = 389.1(8)Å3, Z = 1, R1 = 0.031; Na(HSO4)(H3PO4) (T = 298 K), monoclinic, space group P 21, a = 5.449(1) Å, b = 6.832(1) Å, c = 8.718(2) Å, β = 95.88(3)°, V = 322.8(1) Å3, Z = 2, R1 = 0,032. The metal atoms are coordinated by 8 or 9 oxygen atoms. The structure of K2(HSO4)(H2PO4) is characterized by hydrogen bonded chains of mixed HnS/PO4– tetrahedra. In the structure of K4(HSO4)3(H2PO4), there are dimers of HnS/PO4– tetrahedra, which are further connected to chains. Additional HSO4– tetrahedra are linked to these chains. In the structure of Na(HSO4)(H3PO4) the HSO4– tetrahedra and H3PO4 molecules form layers by hydrogen bonds.