M_3H(XO_4)_2型結晶の低温相転移と水素結合

M_3H(XO_4)_2型晶体的低温相变与氢键作用

• 批准号: 05640367
• 负责人: 市川 瑞彦
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05640367/
• 关键词: 強誘電体; 構造相転移; 水素結合結晶; 同位体効果; 水素結合ネットワーク; X線構造解析; 電子密度

1.K_3(SeO_4)_2の室温及び30Kにおける構造解析M_3H(XO_4)_2型水素結合結晶は、我々が名付けた「0次元水素結合ネットワーク」をもつ物質群で他の物質に比べて低い転移点をもち,KH_2PO_4のように「H→D置換」により大きな(〜100K)転移点の上昇がある(同位体効果)他,3つの物質では「D→H置換」で相転移が消失するという極めて興味ある性質をもつ。 このM_3H(XO_4)_2型結晶においても,他の1〜3次元水素結合ネットワークをもつ物質群で我々が見出した「転移温度と水素結合距離の線形関係」が成立しているかどうかをみるため,このグループの中で最も低い転移点をもつK_3H(SeO_4)_2の室温及び30KでのX線構造解析を行った。 その結果,さきに得られた他のメンバー結晶の結果と併せ,次の結論を得た。即ち,M_3H(SeO_4)_2型結晶においても「線形関係」が成立し,「線形関係」が0〜3次元水素結合ネットワークをもつ結晶に共通するものであること。また,「線形関係」は水素結合の幾何学的特徴がH化合物かD化合物かによらず転移点を決定していることから,従来の「プロトン・トンネリング・モデル」の否定的証拠を与えるものであること。2.KH_2PO_4(KDP)及びKD_2PO_4(DKDP)の結合電子密度の研究上の問題をさらに発展させ,相転移機構・分極の担い手・同位体効果の起源を微視的に明らかにするため,典型的強誘電体であるKDP及びDKDPの,特に水素結合に関係した電子密度を求める試みを,水素結合強誘電体で始めて行った。現在KDP(128K)及びDKDP(230K)のデータを解析中であるが,大筋の様相が明らかになりつつある。

1. Structural analysis of K_3 (SeO_4)_2 at room temperature and over 30K for M_3H(XO_4)_2-type water-element binding crystals. 3. The substance is "D→H substitution" and the phase shift disappears. The X-ray structural analysis of M_3H (SeO_4)_2 at room temperature and 30K has been carried out. The results of the study are summarized in the following paragraphs: That is to say, M_3H (SeO_4)_2 crystal is in the middle of the "linear relationship" and the "linear relationship" is 0 ~ 3 dimensional water element combination. The geometric characteristics of the "linear relationship" are determined by the shift point of the H compound and the D compound, and the negative evidence of the "transition point" is determined by the "linear relationship". 2. The problems in the study of electron density of KH_2PO_4 (KDP) and KD_2PO_4(DKDP) have been discussed. The phase shift mechanism, polarizers, and isotopic effects have been investigated by Weishi app. Now KDP(128K) and DKDP(230K) are in the middle of the analysis, and the big tendon is in the middle of the analysis.

项目成果

M.Ichikawa: "Structure and Nature of the Low-temperature Phase Transition in M_3H(XO_4)_2-Type Crystals with A Zero-Dimentional H-bond Network" Journal of Molecular Structure. (印刷中). (1994)

M.Ichikawa：“具有零维氢键网络的 M_3H(XO_4)_2 型晶体的低温相变的结构和性质”分子结构杂志（1994 年）。

M.Ichikawa: "Structure of K_3H(SeO_4)_2 at 297 K and 30 K" Acta Crystallographica C. 50(印刷中). (1994)

M.Ichikawa：“297 K 和 30 K 时 K_3H(SeO_4)_2 的结构”Acta Crystallographa C. 50（出版中）。