Методом монокристала (дифрактометр Stoe IPDS ІІ, Mo K-випромінювання) вивчено кристалічну
структуру сполуки PrCu2Ge2 (структурний тип СeGa2Al2, пр. гр. I4/mmm, символ Пірсона tI10, a = 4,3986(11) Å,
c = 10,6364(7) Å, RF = 0,0622; RW = 0,0964; Goof = 1,03). Проаналізовано структурні взаємозв’язки дослідженої
сполуки з окремими бінарними та тернарними германідами, що утворюються при 870 K у системі Pr–Cu–Ge. The crystal structure of PrCu2Ge2 compound was studied by single crystal method
(diffractometer Stoe IPDS ІІ, Mo K-radiation, structure type СeGa2Al2, space group I4/mmm, Pearson code tI10,
a = 4,3986(11) Å, c = 10,6364(7) Å, RF = 0,0622; RW = 0,0964; Goof = 1,03). The structural interrelations between
studied compound and some binary and ternary phases which form at 870 K in the Pr–Cu–Ge system were discussed

Fedorchuk, A. O.

Fedyna, L. O.

Fedyna, M. F.

Tokaychuk, Ya. O.

Токайчук, Я. О.

Федина, Л. О.

Федина, М. Ф.

Федорчук, А. О.

Electronic Eastern European National University Institutional Repository

РОЗДІЛ ІІ. Неорганічна хімія. 13, 2008 
 37
УДК 748.736.4  М. Ф. Федина  кандидат хімічних наук, доцент кафедри 
хімії Національного лісотехнічного університету України;  
 Л. О. Федина  кандидат хімічних наук, старший 
викладач Львівського інституту економіки і туризму; 
 А. О. Федорчук  доктор хімічних наук, завідувач 
кафедри неорганічної та органічної хімії Львівського 
національного університету ветеринарної медицини 
та біотехнологій імені С. З. Гжицького;  
 Я. О. Токайчук  кандидат хімічних наук, молодший 
науковий співробітник кафедри неорганічної хімії Львів-
ського національного університету імені Івана Франка 
Дослідження кристалічної структури сполуки PrCu2Ge2 
Роботу виконано на кафедрі неорганічної хімії 
ЛНУ ім. І. Франка 
Методом монокристала (дифрактометр Stoe IPDS ІІ, Mo K-випромінювання) вивчено кристалічну 
структуру сполуки PrCu2Ge2 (структурний тип СeGa2Al2, пр. гр. I4/mmm, символ Пірсона tI10, a = 4,3986(11) Å, 
c = 10,6364(7) Å, RF = 0,0622; RW = 0,0964; Goof = 1,03). Проаналізовано структурні взаємозв’язки дослідженої 
сполуки з окремими бінарними та тернарними германідами, що утворюються при 870 K у системі Pr–Cu–Ge. 
Ключові слова: кристалічна структура, тернарна сполука, германід.  
Федина М. Ф., Федина Л. А., Федорчук А. А., Токайчук Я. А. Исследование кристаллической струк-
туры соединения PrCu  2Ge  2. Методом монокристалла (дифрактометр Stoe IPDS ІІ, Mo Kα-излучения) изучено 
кристаллическая структура соединения PrCu2Ge2 (структурный тип СeGa2Al2, пр. гр. I4/mmm, символ Пирсона 
tI10, a = 4,3986(11) Å, c = 10,6364(7) Å, RF = 0,0622; RW = 0,0964; Goof = 1,03). Проанализированы структурные 
взаимосвязи исследованного соединения с отдельными бинарными и тернарними германидами, что образу-
ются при 870 K в системе Pr–Cu–Ge.  
Ключевые слова: кристаллическая структура, тернарное соединение, германид. 
Fedyna M. F., Fedyna L. O., Fedorchuk A. O., Tokaychuk Ya. O. Investigation of the Crystal Structure of 
PrCu  2Ge  2  Compound. The crystal structure of PrCu2Ge2 compound was studied by single crystal method 
(diffractometer Stoe IPDS ІІ, Mo K-radiation, structure type СeGa2Al2, space group I4/mmm, Pearson code tI10, 
a = 4,3986(11) Å, c = 10,6364(7) Å, RF = 0,0622; RW = 0,0964; Goof = 1,03). The structural interrelations between 
studied compound and some binary and ternary phases which form at 870 K in the Pr–Cu–Ge system were discussed. 
Key words: crystal structure, ternary compound, germanide. 
 
Постановка наукової проблеми та її значення. Аналіз останніх досліджень із цієї проблеми. 
Сполуки зі структурою типу СeGa2Al2 утворюються в усіх досліджених нами потрійних системах 
R−Cu–Ge, де R – рідкісноземельний метал [1]. Методом порошку нами вивчено кристалічну структу-
ру для тернарних ґерманідів цього складу з Pr, Sm, Dy та Tm [2; 3]. Прецизійне визначення криста-
лічної структури сполуки PrCu2Ge2 високочутливим методом монокристала дає змогу уточнити всі 
структурні параметри з високою точністю та провести перевірку даних, одержаних методом 
порошку. 
Матеріали і методи. Монокристал у формі пластинки відібраний для досліджень зі сплаву 
складу Pr20Cu20Ge60, відпаленого при 870 K упродовж 2 місяців у вакуумованій кварцовій ампулі. 
Сплав масою 2 г виготовили сплавленням шихти з чистих компонентів (празеодиму марки ПрМ1 із 
вмістом 0,9975 мас. частки Pr, міді марки МОК (0,9983 мас. частки Cu) та германію ГПЗ1 (0,9999 мас. 
частки Ge)) в електродуговій печі з вольфрамовим невитрачуваним електродом в атмосфері 
очищеного аргону під тиском 50–60 кПа на мідному водоохолоджуваному поді. Аргон додатково 
очищався плавкою гетера – губчастого титану. Попередньо поверхня празеодиму механічно очища-
лася від оксидів.  
Виклад основного матеріалу й обґрунтування отриманих результатів дослідження. Резуль-
тати першого етапу досліджень методами Лауе, обертання та Вайсенберга вказали на тетрагональну 
сингонію, об’ємноцентровану ґратку та дали змогу визначити наближені параметри комірки: а = 4,1 Å, 
                                                        
 © Федина М. Ф., Федина Л. О., Федорчук А. О., Токайчук Я. О., 2008 
Науковий вісник Волинського національного університету імені Лесі Українки 
 38
с = 10,2 Å. Масив експериментальних відбиттів для другого етапу досліджень отриманий на автома-
тичному монокристальному дифрактометрі Stoe IPDS ІІ (Mo K-випромінювання, графітовий моно-
хроматор). Структуру встановлено прямими методами. Умови зйомки та результати уточнення 
кристалічної структури тернарної сполуки PrCu2Ge2 (комплекс програм CSD [4]) представлено у 
табл. 1, уточнені координати атомів та еквівалентні параметри теплового коливання атомів наведено 
у табл. 2, анізотропні параметри теплового коливання атомів – у табл. 3, а міжатомні відстані та 
координаційні числа атомів – у табл. 4. 
Таблиця 1 
Експериментальні умови та результати дослідження  
кристалічної структури сполуки PrCu2Ge2 
Структурний тип CeGa2Al2 
Просторова група I4/mmm 
Символ Пірсона tI10 
Параметри елементарної комірки:    a, Å 
 c, Å 
4,3986(11) 
10,6364(7) 
Об’єм елементарної комірки V, Å3 205,79(11) 
Кількість формульних одиниць, Z 2 
Розрахована густина Dx, гсм
-3 6,6673 
Випромінювання, довжина хвилі , Å Мо K, 0,71073 
Інтервал кутів  для визначення параметрів комірки, ° 4–30 
Коефіцієнт абсoрбції , мм-1 37,15 
Форма кристала пластинка 
Розміри кристала, мм 0,07  0,06  0,03 
Колір кристала сірий з металічним блиском 
Метод сканування -осцилювання 
Кількість відбиттів: заміряних 
незалежних 
з І > 2(І) 
1351 
155 
140 
Фактор достовірності усереднення, Rint 0,097 
Граничне значення кута , ° 34,5 
Інтервал h, k, l -57, -56, -1316 
Уточнення за F2 
Фактори достовірності: R(F2 > 2(F2)) 
wR(F2) 
Goof 
0,0622 
0,0964 
1,03 
Кількість відбиттів, використаних при уточненні 140 
Кількість уточнюваних параметрів 10 
Вагова схема w = 1/[
2(Fo
2) + (0,050P)2], 
де P = (Fo
2 + 2Fc
2)/3 
Коефіцієнт екстинкції 0,018(6) 
Різницева електронна густина: мін., eÅ-3 
 макс., eÅ-3 
-1,306 
2,567 
РОЗДІЛ ІІ. Неорганічна хімія. 13, 2008 
 39
Таблиця 2 
Координати атомів та еквівалентні параметри теплового  
коливання атомів у структурі сполуки PrCu2Ge2 
Координати атомів Атом ПСТ 
x y z 
Uекв., Å
2 
Pr 2a 0 0 0 0,0072(7) 
Ge 4e 0 0 0,3836(4) 0,0114(7) 
Cu 4d 0 1/2 1/4 0,0079(7) 
 
Таблиця 3 
Анізотропні параметри теплового коливання атомів (Å2)  
у структурі сполуки PrCu2Ge2 
Атом U11 U22 U33 U12 U13 U23 
Pr 0,0055(8) 0,0055(8) 0,0105(10) 0 0 0 
Ge 0,0117(11) 0,0117(11) 0,010(15) 0 0 0 
Cu 0,0075(11) 0,0075(11) 0,0087(13) 0 0 0 
 
Таблиця 4 
Міжатомні віддалі () та координаційні числа (КЧ) атомів  
у структурі сполуки PrCu2Ge2 
Aтоми , Å КЧ 
– 8Ge 3,347(2) 
– 8Cu 3,451(1) 
– 2Ge 4,081(4) 
Pr 
– 4Pr 4,399(2) 
22 
– 4Ge 2,619(2) 
– 4Cu 3,110(1) Cu 
– 4Pr 3,451(3) 
12 
– 1Ge 2,475(6) 
– 4Cu 2,619(2) Ge 
– 4Pr 3,347(2) 
9 
 
Координаційний многогранник атомів Празеодиму – двадцятидвохвершинник, Cu – деформо-
ваний кубооктаедр, а Ge – тетрагональна антипризма (4 атоми R та 4 атоми Сu), одна з граней якої 
центрована атомом Ge. Якщо розглядати координаційне оточення атомів із найменшим значенням 
електронегативності, то структура дослідженої сполуки описується просторовим укладанням 
гексагональних призм із чотирма додатковими атомами навпроти бічних граней (рис. 1). 
 
 
Рис. 1. Укладання поліедрів найближчого координаційного оточення найменш  
електронегативних атомів (Празеодиму) у структурі сполуки PrCu2Ge2 
 
Крім дослідженого германіду у потрійній системі Pr–Cu–Ge при 870 K реалізуються структурні 
типи CeAl2Ga2, Ce2CuGe6, Сe2Cu3Ge3, CeNiSi2, Gd6Cu8Ge8 та AlB2 [1]. Якщо їх розглядати за коорди-
наційним оточенням атомів рідкісноземельного металу (у цьому випадку ці атоми є найбільшими за 
Науковий вісник Волинського національного університету імені Лесі Українки 
 40
розміром та характеризуються найменшими значеннями електронегативності) [5], то найщільнішим 
заповненням простору вирізняється структура AlB2, в якій статистичні суміші з атомів Германію та 
Купруму утворюють гексагональні призми навколо атомів Pr. У структурі сполуки PrCu0,78Ge2 (СТ 
CeNiSi2) можна виділити гексагональні призми з двома, а в PrCu2Ge2 – з чотирма додатковими 
атомами (рис. 2). Таким чином, названі структури можна розглядати як структури включення до СТ 
AlB2. Ще одна структура включення CaCu5 (із шістьма додатковими атомами навколо кожної з 
граней) реалізується у подвійній системі Pr-Cu. 
Міжатомні відстані добре корелюють із сумами атомних радіусів компонентів, суттєвого їх 
скорочення не спостерігається. 
 
 
 
Рис. 2. Структурні взаємозв’язки для германідів Празеодиму і Купруму,  
які кристалізуються у структурних типах AlB2, CeNiSi2, CeAl2Ga2 та СaСu5 
Література 
1. Федина Л. О. Взаємодія Празеодиму, Самарію, Диспрозію і Тулію з Купрумом та Ґерманієм чи 
Стибієм: Автореф. дис. ... канд. хім. наук: 02.00.01 / Львів. нац. ун-т.– Л., 2006.– 20 с. 
2. Федина Л., Бодак О., Токайчук Я., Федорчук А., Федина М., Мокра І. Кристалічна структура тернарних 
германідів RCu2Ge2 (R – Pr, Sm, Dy) // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. хім.– 2004.– Вип. 44.– С. 44–48. 
3. Fedyna L. O.,Bodak O. I.,Tokajchuk Ya. O., Fedyna M. F., Mokra I. R. Ternary system Tm–Cu–Ge: 
isothermal section of the phase diagram at 870 K and crystal structures of the compounds // J. Alloys Comp.– 
2004.– Vol. 367.– P. 70–75. 
4. Akselrud L. G., Grin Yu. M., Pecharsky V. K., Zavalij P. Yu., Fundamensky V. S. CSD-universal program 
package for single crystal or powder structure data treatment // Coll. Abstr. 12-th Europ. Crystallogr. Meeting. 
Moskow, 20–29 August 1989.– 1989.– Vol. 3.– P. 155. 
5. Федорчук А. О. Інтерметаліди Ґалію та рідкісноземельних елементів. Синтез, структура, властивості: 
Автореф. дис. ... д-ра хім. наук: 02.00.01 / Львів. нац. ун-т.– Л., 2007.– 32 с. 
 
Адреса для листування:       Статтю подано до редколегії 
79049, Львів, вул Вернадського, 34/105.    17.09.2008 р. 
Тел. 223-60-39 
 
PrCu0,78Ge2 
(CT CeNiSi2) 


Investigation of the Crystal Structure of PrCu 2 Ge 2 Compound.

http://esnuir.eenu.edu.ua/bitstream/123456789/6143/1/fedyna.pdf

Investigation of the Crystal Structure of PrCu 2 Ge 2 Compound.

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic Eastern European National University Institutional Repository