Stöger, B. (2010). Synthesis, characterization and crystal structures of novel alkaline earth oxotellurates [Dissertation, Technische Universität Wien]. reposiTUm. https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-37679
Erdalkalioxotellurate besitzen interessante kristallchemische und physikalische Eigenschaften.<br />da nur spärliche Information über ihre Strukturchemie wurde der Schwerpunkt dieser Arbeit auf die Synthese und strukturelle Charakterisierung von Phasen im System M/Te/O/X (M=Mg, Ca, Sr, Ba; X=Cl, Br, OH, NO3) gelegt.<br />Die Tellurate(IV) alpha-, beta-, beta'- und gamma-CaTeO3 wurden synthetisiert und mittels Röntgenbeugung (XRD) charakterisiert.<br />Die Tieftemperaturphase alpha-CaTeO3 unterscheidet sich strukturell grundlegend von den Hochtemperaturphasen, die eng miteinander verwandt sind.<br />gamma-CaTeO3 kann als OD-Struktur, bestehend aus zwei Arten apolarer Schichten beschrieben werden.<br />gamma-CaTeO3 bestehen aus zwei Polytypen mit maximalem Ordnungsgrad (MDO).<br />beta-CaTeO3 besitzt einen Phasenübergang bei ~293 K.<br />Die Hoch- und Tieftemperaturmodifikationen (beta and beta') können als dreifache Überstruktur, basierend auf dem MDO$_1$ Polytyp von $\gamma$-CaTeO$_3$, angesehen werden.<br />Einkristalle und einphasige mikrokristalline Proben von festen Lösungen mit Zusammensetzung Ca$_x$\-Sr$_{1-x}$\-TeO$_3$ wurden synthetisiert und mittels XRD charakterisiert.<br />Abhängig vom eingesetzten Ca:Sr Verhältnis kristallisiert Ca(x)Sr(1-x)TeO3 im alpha-CaTeO3, gamma-CaTeO3 (MDO1 and MDO2), gamma-CaTeO3 (MDO1), beta''-CaTeO3 oder beta-SrTeO3 Strukturtyp.<br />Drei verschiedene Kristallstrukturen wurden im System Ca(x)Sr(1-x)Te2O5 durch XRD aufgeklärt.<br />Es handelt sich um acht-, zehn- und 28-fache Überstrukturen, deren Basisstrukturen der gleichen hexagonalen OD-Familie angehören.<br />Bei systematische Untersuchungen der Bildungsbedingungen von Telluraten(IV) unter hydrothermalen Bedingungen wurden zahlreiche neue Verbindungen im System M/Te(IV)/O/X (M=K, Ca, Sr, Ba; X=Cl, Br, NO3, H2O, OH) erhalten.<br />Die eng verwandten Strukturen von Sr4Te4O11Br2 and Sr4Te4O11(NO3)2 können mittels einer erweiterten OD-Theorie als bestehend aus Stäben und als vierfache Überstrukturen beschrieben werden.<br />Ca3Te3O8Cl2.H2O besitzt ein verwandtes Ca/Te/O-Netzwerk, welches allerdings verzerrt ist, und wurde daher als OD-Struktur bestehend aus zwei Arten von Schichten beschrieben.<br />Ca10Te8O23Cl6 ist eine OD-Struktur bestehend aus Schichten.<br />Ca5Te4O12(NO3)2.2H2O ist a nicht-OD polytype Struktur.<br />Eine Phase im System K/Ca/Te/O/Cl wurde zu einer vorläufigen Zusammensetzung von KCa3Te5O12Cl3 verfeinert.<br />Die zugrunde liegende Kristallstruktur kann als OD-Struktur bestehend aus drei Arten von Schichten beschrieben werden.<br />Das strukturelle Hauptmotiv der Kristallstrukturen von Ca6Te5O15(NO3)2, Ba6Te10O25Br2 and Ba3Te3O8Br2 sind dreidimensionale Te/O/M-Netzwerke, die von Kanälen durchdrungen werden, in die die freien Elektronenpaare der Te(IV)-Atome hineinragen und in denen sich die Anionen befinden.<br />Ba6Te10O25Br2 kristallisiert in einer vierfachen Überstruktur.<br />Einkristalle von Verbindungen mit einer Zusammensetzung M3Te2O6X2.xH2O (M=Ca, Sr, Ba; X=Cl, Br, OH) wurden unter hydrothermalen Bedingungen und im Erdalkalihalogenidfluss gezüchtet.<br />Die kubischen Strukturen bestehen aus homeotypen Te/O/M-Netzwerken und unterscheiden sich in der Lage und der Besetzung der Halogenidatome und der Wassermoleküle.<br />Die Strukturen der Orthotellurate(VI) des Strontium und Barium wurden mittels XRD aufgeklört.<br />Sr3TeO6 und Ba3TeO6 sind acht und 40-fache Überstrukturen, die als pseudo-kubische dichte Packung von [TeO6]-Oktaedern mit M-Atomen (M=Sr, Ba) in den Tetraeder- und Oktaederlücken.<br />Sie sind Hettotypen des Doppelperowskitstrukturtyps.<br />Kristalle der polytypen Te(VI)-Verbindung MgTeO8H8 wurden mittels Geldiffusion gezüchtet.<br />Ihre Strukturen bestehen aus einer Art von kristallchemischen Schichten, die durch O-H...O Wasserstoffbrückenbindungen verbunden sind. Um eine OD-Beschreibung zu erhalten, wurde die Struktur in zwei Arten von Schichten zerlegt.<br />Die gemischtvalente Te(IV/VI)-Verbindung Tl2Te2O6 wurde in der Form von Einkristallen unter hydrothermalen Bedingungen und als einphasiges Pulver durch Festkörperreaktion hergestellt.<br />Die Kristallstruktur ist Mitglied einer Kategorie IV OD Familie und eng mit der Struktur von Ag2Te2O6-III verwandt, die aus isotypen Te/O aber deutlich verschiedenen kationischen Schichten besteht.<br />
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Oxotellurates(IV) and (VI) of alkaline earth metals bear interesting crystal-chemical and physico-chemical properties.<br />Since the structural information on alkaline earth oxotellurates are scarce, the main focus of the present work was subjected to synthesis and structure determination of phases in the systems M/Te/O/X (M=Mg, Ca, Sr, Ba; X=Cl, Br, OH, NO3).<br />The tellurates(IV) alpha-, beta-, beta'- and gamma-CaTeO3 were synthesized and characterized by X-ray diffraction (XRD), thermal analysis, and vibrational spectroscopy.<br />The low-temperature phase alpha-CaTeO3 differs structurally from the metastable high-temperature phases which are closely related to each other.<br />gamma-CaTeO3 can be described as an OD structure composed of two kinds of non-polar layers.<br />The gamma-CaTeO3 crystals consist of two polytypes with a maximum degree of order (MDO).<br />beta-CaTeO3 shows a distinct reversible phase transition at ~293 K. The high and low-temperature modification (beta and beta') can be considered as threefold superstructures based on the MDO1 polytype of gamma-CaTeO3.<br />Single crystals and microcrystalline materials of solid solutions with composition Ca(x)Sr(1-x)TeO3 have been synthesized and characterized by XRD.<br />Depending on the employed Ca:Sr ratio, Ca(x)Sr(1-x)TeO3 crystallizes in the alpha-CaTeO3, gamma-CaTeO3 (MDO1 and MDO2), gamma-CaTeO3 (MDO1), beta''-CaTeO3 or beta-SrTeO3 structure types.<br />Three unique crystal structures were identified in the system Ca(x)Sr(1-x)Te2O5 by single crystal XRD.<br />They are eight-, ten-, and 28-fold superstructures with basic structures which belong to the same hexagonal OD family.<br />Systematic investigations of the building conditions of tellurate(IV) compounds under hydrothermal conditions resulted in the elucidation of numerous crystal structures in the system M/Te(IV)/O/X (M=K, Ca, Sr, Ba; X=Cl, Br, NO3, H2O, OH).<br />The closely related structures Sr4Te4O11Br2 and Sr4Te4O11(NO3)2 can be described according to an extended OD theory of rods and as fourfold superstructures.<br />Ca3Te3O8Cl2.H2O contains a related Ca/Te/O network, yet is, due to distortion, more favourably described as an OD structure composed of layers.<br />Ca10Te8O23Cl6 is an OD structure composed of layers.<br />Ca5Te4O12(NO3)2.2H2O is a non-OD polytypic structure.<br />A phase in the system K/Ca/Te/O/Cl has been refined to a preliminary composition of KCa3Te5O12Cl3.<br />The underlying crystal structure can be described as being composed of OD-layers and as a twelvefold superstructure.<br />The main structural motifs of the crystal structures of Ca6Te5O15(NO3)2, Ba6Te10O25Br2 and Ba3Te3O8Br2 are three-dimensional Te/O/M networks which are perforated by channels in which the electron lone pairs of the Te(IV) atoms protrude and the anions are located.<br />Ba6Te10O25Br2 crystallizes in a fourfold superstructure.<br />Single crystals of phases with general formula M3Te2O6X2.xH2O (M=Ca, Sr, Ba; X=Cl, Br, OH) were grown under hydrothermal conditions and in alkaline earth halide fluxes.<br />The cubic structures contain homeotypic Te/O/M networks and differ in the location and distribution of the anions and water molecules.<br />The orthotellurates(VI) of strontium and barium were synthesized and their structures determined by XRD. Sr3TeO6 and Ba3TeO6 are eight- and 40-fold superstructures which can be described as a pseudo-cubic close-packing of [TeO6] octahedra with M (M=Sr, Ba) atoms located in the tetrahedral and octahedral voids. They are hettotypes of the cubic double perovskite structure type.<br />Crystals of the polytypic Te(VI) compound MgTeO8H8 were grown using gel diffusion techniques.<br />Their structures are composed of crystallochemical layers of one kind which are connected by O-H...O hydrogen bonds. To obtain an OD description, the structure was decomposed into layers of two kinds.<br />The mixed valent Te(IV/VI) compound Tl2Te2O6 was obtained in the form of single crystals under hydrothermal conditions and as microcrystalline material by solid state reaction.<br />The crystal structure belongs to a category IV OD family and is closely related to the structure of Ag2Te2O6-III which is composed of isotypic Te/O, but unrelated cationic layers.<br />