Синтез, строение и термодинамика твердых растворов на основе уранофосфатов и ураноарсенатов одно-, двух- и трехвалентных металлов

• Автор: Ермонин, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 126 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. Уранофосфаты и ураноарсенаты одно, у

двух н трехвалентных элементов и тврдые растворы на их основе . Литературный обзор.

1.1 .Кристаллохимия индивидуальных соединений 3 ряда АкГРАзШ0ЛпН

1.2 Тврдые растворы на основе соединений вида аЧРАзЮОАпН

1.3 Основные положения термодинамики тврдых растворов.

ГЛАВА II. Аппаратура, реактивы, методы сии

теза и исследования тврдых растворов на основе уранофосфатов и ураноарсенатов одно, двух, трехвалентных элементов.

.1 Используемые реактивы.

.2 Методы синтеза тврдых растворов на основе соединений вида АЧРАиСУтпТКО.

II.2.1 Синтез тврдых растворов вида АкР.

хАзхХШбпЩЭ.
II.2.2 Синтез тврдых растворов вида АХН хРипН.
II.3 Методы анализа тврдых растворов на основе соединений вида АУхАзхХЦСУпНоО
.4 Методы исследования.
.4.1 Рентгенография.
II.4.2 ИК спектроскопия.
II.4.3 Калориметрия.
ГЛАВА III. Изоморфизм межслоевых катионов в уранофосфатах и ураноарсенатах.
II1 Изоморфизм протона и щелочных элементов в уранофосфатах вила V РЬО.
III.2 Изоморфизм двух и трехвалентных элементов в уранофосфатах и ураноарссгптах.
ГЛАВА IV. Изоморфизм фосфора и мышьяка в уранофосфатах и ураноарсенатах одно, двух и трхвалентных элементов
IV.I Тврдые растворы вида. .уvVТЬО
IV.2 Тврдые растворы вида АР ЛяуЦОпРЬО А1 , К. . .
IV.3 Тврдые растворы1 г А кР.
у ЬЬО . . i
Изоморфизм в уранофосфатах и уданоарсена
тах одно, двух и трхвалентных металлов
Заключение
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ


Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 6 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложения. Работа содержит таблицы и рисунков. ГЛАВА I. Уранофосфаты и ураноарсенаты одно, двух и трехвалентных элементов и тврдые растворы на их основе . Литерату рный обзор. Исследованию уранофосфатов и ураноарсенатов одно, двух, трехвалентных элементов с общей формулой АкРАикпН посвящено значительное количество публикаций. Интерес к данному ряду соединений обусловлен целым рядом причин. Одним из обстоятельств, вызвавших изучение указанного ряда соединений, является то, что многие представители данного ряда встречаются в природе в виде минералов урана группы урановых слюдок табл. Открытие высокой ионной проводимости уранофосфорной кислоты инициировало ряд исследований электрофизических свойств соединений ряда АкРАик,пН и впоследствии структурных и спектральных исследований данных соединений для изучения механизма проводимости. В последнее время проявляется интерес к данной группе соединений как возможным минералоподобным формам связывания в окружающей среде урана техногенного происхождения. В то же время исследование соединений ряда может представлять интерес для установления кристаллохимических границ существования морфотропных рядов, изучения взаимосвязи между элементным составом соединений, особенностями кристаллической структуры и свойствами веществ исследования состояния и роли кристаллизационной воды в структуре неорганических гидратов, а также ряда других проблем современной неорганической химии. СаРиН, СиРиН, ВаРиг 0 , , , , , , , , ,, , , , ,, 2. Атомы урана находятся в октаэдрическом окруженье. РО сп Ш6 с1 Н
Н4 е МН
Рис. Строение соединений ряда АкРА5иОбкпНгО. Молекулы воды располагаются в межслоевом пространстве. Они связаны между собой водородными связями в квадраты, плоскости которых параллельны плоскости слоя. Центры квадратов находятся на осях, проходящих через уранильные группировки. Компенсатором заряда слоя выступают катионы металлов, которые могут занимать различные кристаллографические позиции в межслоевом пространстве. Дегидратация исследуемых соединений при повышении температуры происходит ступенчато. Образование фаз с различным содержанием кристаллизационной воды делает необходимым введение классификации образующихся кристаллогидратов. Выделяют высшие, средние, низшие кристаллогидраты и безводные соединения 4,5,9. Общей особенностью строения высших кристаллогидратов является особый характер взаимного расположения сосед . В результате этого координационный полиэдр межслоевого катиона формируется целиком и полностью из молекул кристаллизационной воды. Так, в структуре декагидрата уранофосфата магния, согласно результатам РСтА, координационный полиэдр катиона магния сформирован в виде октаэдра из молекул кристаллизационной воды рис. Средние кристаллогидраты образуются из высших кристаллогидратов при потере последними нескольких молекул воды. При этом происходит сближение слоев друг относительно друга рис. Эта перестройка структуры приводит к сокращению межслоевого расстояния и изменяет характер полостей, которые могут быть заняты межслоевыми катионами и молекулами кристаллизационной воды, при этом в координационный полиэдр катионов Ак включаются еще и межслоевые атомы кислорода. В низших кристаллогидратах происходит ещ большее сближение слоев, а координационные полиэдры межслоевых катионов состоит преимущественно из слоевых атомов кислорода. Условия образования получения различных кристаллогидратов в системах АЧкВч и пН и области их существования, исследованные в работах 4,5,9,,,,,7,9, приведены в таблицах 2, 3 и 4. Из приведенных в таблицах данных видно, что в воздушносухом состоянии устойчивыми являются высшие, либо средние кристаллогидраты, низшие гидраты и безводные соединения образуются при повышенной температуре, при последующем охлаждении происходит их гидратация, и они опять переходят в состояние средних высших гидратов. Поскольку нас.