ИСТИНА

Соединения, содержащие в своем составе селенитные группировки, привлекают к себе внимание исследователей благодаря ярко выраженному стереохимическому эффекту неподеленной электронной пары. По оценкам, пара электронов занимает в структуре объем сравнимый с объемом O2– аниона [1]. Наличие в селенитах таких электронных пар приводит к тому, что в кристаллической структуре возникают полости, каналы или образуются слои. Галогенид анионы, обладающие, как правило, не большими координационными числами, способствуют усилению этой тендеции. Введение в состав селенитов катионов с неспаренными электронами может приводить к тому, что такие катионы образуют магнитную подрешетку, размерность которой будет отличаться от трехмерной. В качестве носителей магнитного момента для подобных магнитных структур пониженной размерности наиболее перспективны катионы 3d металлов [2]. В настоящий момент наиболее изученными с точки зрения образования магнитных подсистем пониженной размерности являются соединения катионов 3d металлов спин которых равен 1/2 или 1. Можно предположить, что и ионы с большими значениями спина способны образовывать магнитные подрешетки пониженной размерности в селенитах. Настоящее исследование посвящено поиску сложных селенитов железа(III) с целью обнаружения соединений с магнитной подсистемой пониженной размерности. В ходе исследования нами был получен селенит оксохлорид висмута железа состава Bi2Fe(SeO3)2OCl3. В структуре этого соединения наблюдаются зигзагообразные цепи из октаэдров FeO6, которые декорируются полиэдрами висмута BiO4Cl3, BiO3Cl3 и группами SeO3 (Рис. 1). В результате такие цепи в структуре находятся на расстоянии более 8.5Å и магнитное поведение этой фазы описывается как квазиодномерное. Рис. 1. Цепи из октаэдров FeO6 в структуре Bi2Fe(SeO3)2OCl3 (слева) и димеры октаэдров FeO5Cl в структуре Fe[(Te1.5Se0.5)O5]Cl В работе также был получен новый смешанный теллурит-селенит железа состава Fe[(Te1.5Se0.5)O5]Cl. Несмотря на близость состава новой фазы к известному теллурит хлориду FeTe2O5Cl [3] новое соединение обладает принципиально иной структурой, в которой октаэдры FeO5Cl объединяются в димеры [Fe2O8Cl2]12– (Рис. 1). В результате расстояние между ионами Fe3+ двух октаэдров димера составляет 3.30Å, что должно предполагать наличие магнитного обмена между ними. В описываемой структуре наблюдается две позиции атомов халькогена. Одна из которых заселена только теллуром, а вторая равновероятно селеном и теллуром. Разработанная нами методика получения селенита железа Fe2O(SeO3)2 [4] позволила охарактеризовать его магнитные свойства. Показано, что при 110К в указанном селените наблюдается AF упорядочение. Эти данные хорошо согласуются с данными мёссбауэровской спектроскопии В результате транспортной реакции был обнаружен смешанный селенит-теллурит железа состава Fe2(Se2.5Te0.5O9). Структурный анализ выполненный на монокристалле показаывает, что новое соединение кристаллизуется в структурном типе Fe2Te3O9 [5]. Ромбическая сингония, пространственная группа P nma с параметрами элементарной ячейки a = 9.4144(12), b = 7.4262(10) и c = 10.8005(14) Å. Атомы селена и теллура заселяют три кристаллографические позиции статистически. В структуре Fe2(Se2.5Te0.5O9) октаэдры FeO6 связываются в димеры по общей треугольной грани из трех атомов кислорода. Расстояние Fe-Fe в димерах -- 2.95Å. Такие короткие расстояния позволяют надеяться на обнаружение спин-спин взаимодействий между ионами Fe3+ (Рис 2). Рис. 2. Димеры из октаэдров FeO6 в структуре Fe2(Se2.5Te0.5O9) Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ грант 16-03-00463а [1] Galy J., Meunier G., Andersson S., Aström A. //J Solid State Chem 13(1975)142-159 [2] Lemmens P., Millet P. (2004) Spin—Orbit—Topology, a triptych. In: Schollwöck U., Richter J., Farnell D.J.J., Bishop R.F. (eds) Quantum Magnetism. Lecture Notes in Physics, vol 645. pp 433-477 Springer, Berlin, Heidelberg [3] Becker R, Johnsson M., Kremer R.K., Klauss H.-H., Lemmens Peter // J. Am. Chem. Soc. 128(2006) 15469-15475 [4] Gister G // Z. Kristall. 211 (1996) 603-606 [5] Jumas J.C., Fournes L., Wintenberger M., Philippot E., // J. Solid State Chem. 39 (1981) 39-48