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鉱物の結晶構造、生成、物性に及ぼす不活性電子対効果の研究

惰性电子对对矿物晶体结构、形成和物理性质影响的研究

基本信息

批准号：
01J09589
负责人：
興野純
金额：
$ 1.28万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本来、化学結合に寄与しない不活性なns^2孤立電子対は、周囲の配位環境と反発し、原子間距離は大きくなると考えられるが、輝安鉱(Sb_2S_3)や輝蒼鉛鉱(Bi_2S_3)、Paakkonenite(Sb_2AsS_2)では、その距離がファン・デル・ワールス半径の総和よりも短く、結合に寄与している可能性が示唆される。今回、輝安鉱に注目し、Sb5s^2孤立電子対の挙動と周囲の配位環境の変化を低温変化の下で観察して、さらにバンドギャップエネルギーの測定から不活性な孤立電子対の結合状態について検証した。実験の結果、輝安鉱の基本構造は、Sb_4S_6リボン間が3.375Å、3.644Åと、ファン・デル・ワールス半径の総和よりも短かった。つまりSb5s^2孤立電子対が周囲と結合している可能性が示唆された。さらに、輝安鉱の低温単結晶X線結晶構造解析を230、173、128Kで行った。その結果、2種類のSbS_7多面体体積は温度低下に従って収縮し、Sb5s^2孤立電子対の立体化学的効果も収縮していた。しかし配位形態を示す球形度の値は各温度で常に一定であり、全元素が等方的に収縮していることが判明した。従って、室温で結合状態にあった孤立電子対が、低温でも周囲の電子雲と配位状態を維持したまま変化していた。次に、輝蒼鉛鉱(Bi_2S_3)、輝安鉱(Sb_2S_3)、方安鉱(Sb_2O_3)のバンドギャップエネルギーを測定した。その結果、1.28eV(輝蒼鉛鉱)、1.64eV(輝安鉱)、4.31eV(方安鉱)であった。また、これらの結晶構造のBi、Sb-S二次配位結合距離は、輝蒼鉛鉱、輝安鉱では、ファン・デル・ワールス半径よりも短く、方安鉱はファン・デル・ワールス半径よりも長かった。従ってバンドギャップエネルギーの低下は、この孤立電子対が周囲の電子雲と結合していることに起因する可能性がある。つまり、輝蒼鉛鉱、輝安鉱の不活性ns^2孤立電子対が活性となり周囲と結合関係にあるためと考えられた。本研究によって、不活性ns^2孤立電子対は周囲の電子雲と結合状態となり、これによって不活性電子対効果を持つ半導体物質のバンドギャップエネルギーが著しく低くなると言える。

In fact, chemical binding is not active, n s ^2 isolated electrons are opposite, the coordination environment is opposite, the distance between atoms is large, the distance between atoms is large, the distance between atoms is small, the atoms is small, the distance between atoms In this paper, we pay attention to the interaction of Sb5s^2 isolated electrons and the change of coordination environment at low temperature. We also observe the interaction of Sb5s^2 isolated electrons and its binding state at low temperature. The results show that the basic structure of light safety is 3.375 mm, 3.644 mm, and the radius of light safety is 3.375 mm. Sb5s^2 isolated electron pairs are combined with each other, and the possibility of such combination is indicated. X-ray crystal structure analysis of low temperature single crystals at 230, 173 and 128K. As a result, the volume of SbS_7 polyhedra shrinks due to temperature decrease, and the stereochemical effect of SbS_2 isolated electrons shrinks due to temperature decrease. The coordination morphology shows that the sphericity is constant at all temperatures, and the isotropy of all elements is determined. At room temperature, the electron cloud coordination state is maintained. The second is the determination of Bi_2S_3, Sb_2S_3 and Sb_2O_3. Results: 1.28eV(bright lead), 1.64eV(bright safety), 4.31eV(square safety). The Bi and Sb-S secondary coordination binding distances of the crystal structure are different from those of the crystal structure. It is possible that the electron cloud of the isolated electron pair will combine with the electron cloud of the isolated electron pair. The activity of the isolated electrons is related to the association between the electrons. In this study, the electron cloud of isolated electrons and inactive electrons in the reverse cycle is combined with the electron cloud of isolated electrons and inactive electrons.