Исследование ураноборатов щелочных и щелочноземельных металлов

• Автор: Кортикова, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 142 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава I. Синтез, строение и свойства урансодержащих соединений ряда АкиАпк пН Ап ВОз3, вЮзОН3, Се0Н,

роД уоД АвоД мьоД. .

1.1. Синтез урансодержащих соединений ряда АкиАпкпН

1.2. Строение урансодержащих соединений ряда АкиАпкп

1.2.1. Строение ураноборатов одно и двухвалентных металлов состава АкиВ0зк 1

1.3. Функциональный состав урансодержащих соединений . ряда АкШ2АпкпН.

1.4. Особенности структурообразования в системах Ак1Ю2АпкпН АкиАпк

1.5. Физикохимические свойства урансодержащих соединений ряда

Ак1ГО2АпкпН
Заключение.
Глава II. Аппаратура, реактивы, методы синтеза и исследования ураноборатов щелочных и щелочноземельных металлов
.1. Используемые реактивы.
.2. Методы синтеза соединений
Н.З. Методы исследования соединений
.3.1. Элементный анализ
И.3.2. Рентгенография.
П.3.3. ИКспектроскопия
П.3.4. Термический анализ
.3.5. Калориметрия.
3.5.1. Аппаратура и методики измерений энтальпий химических реакций
3.5.2. Аппаратура и методики измерений температурной зависимости теплоемкости соединений.
Глава III. Синтез и исследование соединений АкВикпН Ак щелочные и щелочноземельные металлы
Ш.1. Получение и определение состава ураноборатов щелочных и
щелочноземельных металлов
Ш.2. Исследование ураноборатов щелочных металлов состава АвиОзпНгО
1.2.1. Строение и особенности структурообразования безводных ураноборатов
щелочных металлов
II 1.2.2. Строение и особенности структурообразования гидратированных ураноборатов щелочных металлов.
1.2.3. Физикохимические свойства соединений АЕШОзпНгО.
Ш.2.3.1. Термохимия соединений АвиОзпНгО.
Ш.2.3.2. Температурные зависимости теплоемкости и термодинамические
функции соединений АвиОзпНгО.
1.2.4. Изоморфизм в ряду безводных ураноборатов щелочных металлов
Ш.З. Исследование ураноборатов щелочноземельных металлов состава
АВ1Ю52пН
Ш.3.1. Строение и особенности структурообразования гидратированных
ураноборатов щелочноземельных металлов.
Ш.3.2. Строение и особенности структурообразования безводных ураноборатов
щелочноземельных металлов.
Ш.З.З. Физикохимические свойства соединений АпВи2пН
Ш.4. Термодинамический анализ процессов с участием соединений
АкВ1Ю5кпН Ак щелочные и щелочноземельные металлы.
Ш.4.1. Термодинамические функции реакций синтеза ураноборатов щелочных и
щелочноземельных металлов.
Ш.4.2. Термодинамические функции реакций гидратации дегидратации
ураноборатов щелочных и щелочноземельных металлов.
Ш.4.3. Термическая и гидролитическая устойчивость ураноборатов щелочных и
щелочноземельных металлов.
Заключение
Выводы
Литература


Уранобораты щелочных и щелочноземельных металлов, принадлежащие данному морфотропному ряду, до настоящего времени являются не изученными. Главной причиной этого можно считать отсутствие ураноборатов в виде минеральных образований. В научной литературе имеется лишь три публикации, посвященные синтезу и рентгеноструктурному анализу производных лития, натрия и кальция 8,9,. Данная глава диссертации содержит литературный обзор публикаций, посвященных изучению урансодержащих соединений с соотношением иЭ11, где Э В, , ве, Аб, Р, V, 6. Таблица 1. Минералы урана изоформульного ряда Ак1Ю2АпкпН. Минерал Кристаллохимическая формула. Стрелкинит Ыа1Ю2У2. Синтез урансодержащих соединений ряда АкиАпкпН. Обзор методов синтеза урансодержащих соединений представлен в работах ,,,. Методом осаждения из раствора при комнатной температуре могут быть получены уранофосфаты и некоторые производные ураноарсенатов ,,. Для получения ураносиликатов и ураногерманатов щелочных металлов реакцию осаждения из раствора проводят в гидротермальных условиях Т0С . Метод ионного обмена является самым универсальным и позволяет получать практически все производные урансодержащих соединений из соответствующих ионообменных матриц ,,. В качестве ионообменной матрицы могут выступать водородная или калиевая формы ряда соединений урана. Метод реакций в твердой фазе при повышенной температуре является менее универсальным и пригоден для получения уранованадатов щелочных и некоторых щелочноземельных металлов ,. Согласно литературным данным 8,9,, безводные уранобораты лития, натрия и кальция также можно получить реакцией в твердой фазе. Методики их синтеза заключаются в следующем исходные реактивы табл. Таблица 1. Условия получения монокристаллов ураноборатов. С помощью данного метода синтеза возможно получение только безводных фаз и, как следует из литературных данных 6,7, ограниченное число ураноборатов с эквивалентным содержанием урана и бора. Например, методом твердофазной реакции также получены уранобораты магния и никеля, где соотношение Ви равно 21 и 71 соответственно табл. Строение урансодержащих соединений ряда АкиАпипН. Уран в шести валентном состоянии склонен образовывать ковалентные связи повышенной кратности с двумя атомами кислорода 1Ю. Эта уникальная особенность и6 во многом определяет индивидуальность его соединений, которая наиболее ярко выражается в слоистом мотиве кристаллической структуры урансодержащих производных ,,,,,,. В большинстве кислородсодержащих соединениях уран координирует в экваториальной плоскости атомы кислорода различных комплексных анионов, например ВОз3, фОзОН3, СЗеОзОН Р3, У3 АбО,3, 3 поэтому практически все соединения рассматриваемого ряда Ак1Ю2АпкпН имеют слоистое строение. Согласно рентгеноструктурным исследованиям, главной отличительной особенностью в строение соединений ряда АкиАпкпН с различным анионным составом является форма координационных полиэдров слоеобразующих атомов, а также способ компоновки слоя этими полиэдрами . Для ураноборатов, ураносиликатов, ураногерманатов и уранованадатов координационным полиэдром атома урана является пентагональная бипирамида кч7 9,,,,, для уранофосфатов и ураноарсенатов октаэдр кч6 ,,, в структуре уранобората кальция присутствуют оба вида вышеуказанных полиэдров кч6, 7 8. Трех, четырех и пятивалентный элемент в слое образует полиэдры следующего вида бор плоский треугольник, кремний, германий, фосфор и мышьяк тетраэдр, а ванадий и ниобий тетрагональную пирамиду. По способу компоновки координационных полиэдров можно выделить три типа структуры слоя цепочечный, островной и димерный. К соединениям с цепочечным типом структуры слоя можно отнести соединения урана с бором, кремнием, германием и ниобием рис. Рис. Строение ураносиликатного слоя. Пентагональная бигирамида полиэдр урана, тетраэдр полиэдр кремния . Производные урана с фосфором и мышьяком относятся к соединениям с островным типом структуры слоя, поскольку октаэдры урана изолированы друг от друга полиэдрами пятивалентного элемента рис. Производные урана с ванадием и, в качестве исключения, с ниобием относятся к соединениям с димерным типом структуры.