Abstract

Three new scandium silicates with framework structures made of octahedra and tetrahedra, KSrScSi2O7, NaBaScSi2O7 and RbBaScSi3O9, were obtained through a high-temperature flux-growth technique. Their crystal structures have been determined from single-crystal intensity data (MoKα radiation, CCD area detector, 293 K; R(F) = 3.30, 1.82, 2.00%, respectively). The disilicate KSrScSi2O7 is monoclinic, P21/n, with a 9.446(2), b 5.478(1), c 12.537(3) Å, β 104.39(3)°, V 628.4(2) Å3, Z = 4. The disilicate NaBaScSi2O7 forms monoclinic crystals with space-group symmetry P21/m, with a 6.845(1), b 5.626(1), c 8.819(2) Å, β 109.33(3)°, V 320.47(10) Å3, Z = 2. The cyclosilicate RbBaScSi3O9 crystallizes as pseudohexagonal triplets; it is also monoclinic, P21/n, with a 6.957(1), b 10.199(2), c 11.881(2) Å, β 90.07(3)°, V 843.0(2) Å3, Z = 4. The topologies of KSrScSi2O7 and NaBaScSi2O7 show clear similarities, corresponding to isolated Si2O7 groups, bound to octahedrally coordinated Sc3+. The pseudohexagonal arrangement in RbBaScSi3O9 is based on isolated ScO6 octahedra, each of which is corner-linked to Si3O9 rings. In all three compounds, the alkali and alkaline-earth atoms occupy voids in the resulting three-dimensional frameworks. Results of a Raman spectroscopic study of the two disilicates and of five related novel disilicates are also briefly presented, with a focus on the behavior of the Si2O7 group.

Abstract

Nous avons synthétisé trois nouveaux tectosilicates de scandium, KSrScSi2O7, NaBaScSi2O7 et RbBaScSi3O9, ayant des structures construites d’octaèdres et de tétraèdres, en utilisant un fondant à température élevée. Leurs structures cristallines ont été établies par diffraction X sur monocristal [rayonnement MoKα, détecteur à aire CCD, 293 K; R(F) = 3.30, 1.82, 2.00%, respectivement]. Le disilicate KSrScSi2O7 est monoclinique, P21/n, avec a 9.446(2), b 5.478(1), c 12.537(3) Å, β 104.39(3)°, V 628.4(2) Å3, Z = 4. Le disilicate NaBaScSi2O7 se présente en cristaux monocliniques ayant une symétrie P21/m, avec a 6.845(1), b 5.626(1), c 8.819(2) Å, β 109.33(3)°, V 320.47(10) Å3, Z = 2. Le cyclosilicate RbBaScSi3O9 crystallise sous forme de triplets pseudohexagonaux; il est aussi monoclinique, P21/n, avec a 6.957(1), b 10.199(2), c 11.881(2) Å, β 90.07(3)°, V 843.0(2) Å3, Z = 4. Les topologies de KSrScSi2O7 et de NaBaScSi2O7 montrent des ressemblances évidentes, correspondant à des groupes Si2O7 isolés liés au Sc3+ à coordinence octaédrique. L’agencement pseudohexagonal dans le composé RbBaScSi3O9 est fondé sur les octaèdres ScO6 isolés, chacun étant lié par coins pour former des anneaux Si3O9. Dans les trois composés, les alcalins et les alcalino-terreux sont situés dans des trous dans la charpente tridimensionnelle qui en résulte. Les résultats d’une étude des spectres Raman de deux des silicates ainsi que de cinq nouveaux disilicates sont aussi brièvement passés sous revue, avec emphase sur le comportement du groupe Si2O7.

(Traduit par la Rédaction)

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