Координационные полиэдры SiСn и SiCnSim в структурах кристаллов кремнийсодержащих аналогов углеводородов

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

С помощью метода пересекающихся сфер и полиэдров Вороного – Дирихле осуществлен кристаллохимический анализ 1124 соединений кремния с общей формулой CaHbSic (a, b, c – стехиометрические коэффициенты), структура которых содержала координационные полиэдры SiCn и SiCnSim. Установлено, что в структуре обсуждаемых соединений атомы кремния проявляют координационные числа 1–4 и 10. Рассмотрено влияние координационного числа, степени окисления и химической природы атомов окружения (C и Si) на основные характеристики полиэдров Вороного – Дирихле (ПВД) атомов кремния. Установлено существование единой линейной зависимости телесных углов граней ПВД, соответствующих валентным и невалентным контактам Si–C и Si–Si, от соответствующих межъядерных расстояний. Установлено наличие стереоэффекта неподеленной пары электронов атомов Si(II), входящих в состав комплексов Si(II)Cn (n = 2 или 10), проявляющегося, в частности, в смещении ядер атомов Si(II) из центров тяжести их ПВД (0.35–0.39 Å) и асимметрии координационной сферы.

Full Text

Restricted Access

About the authors

М. О. Карасев

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева

Author for correspondence.
Email: maxkarasev@inbox.ru
Russian Federation, Самара

В. А. Фомина

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева

Email: maxkarasev@inbox.ru
Russian Federation, Самара

И. Н. Карасева

Самарский государственный технический университет

Email: maxkarasev@inbox.ru
Russian Federation, Самара

Д. В. Пушкин

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева

Email: maxkarasev@inbox.ru
Russian Federation, Самара

References

  1. Mu Q.C., Chen J., Xia C.G., Xu L.W. // Coord. Chem. Reviews. 2018. V. 374. Р. 93. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2018.06.015.
  2. Komiyama T., Minami Y., Hiyama T. // ACS Catal. 2017. V. 7. № 1. P. 631. https://doi.org/10.1021/acscatal.6b02374.
  3. Эльшенбройх К. Металлоорганическая химия. М.: БИНОМ – Лаборатория знаний 2011. 746 с. [Elschenbroich C. Organometallchemie. Teubner Verlag, 2008.]
  4. Kang K., Nishimoto Y., Yasuda M. // J. Org. Chem. 2019. V. 84. № 21. P. 13345. https://doi.org/10.1021/acs.joc.9b01505.
  5. Gai L., Mack J., Lu H. et al. // Coord. Chem. Reviews. 2018. V. 285. P. 24. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2014.10.009.
  6. Franz A.K., Wilson S.O. // J. Med. Chem. 2013. V. 56. № 2. P. 388. https://doi.org/10.1021/jm3010114.
  7. Cambridge Structural Database System, Version 5.32 (Crystallographic Data Centre, Cambridge, 2022).
  8. Karasev M.O., Karaseva I.N., Pushkin D.V. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. № 3. P. 324. https://doi.org/10.1134/S0036023618030105 [Карасев М.О., Карасева И.Н., Пушкин Д.В. // Журн. неорган. химии. 2018. Т. 63. № 3. С. 307].
  9. Karasev M.O., Karaseva I.N., Pushkin D.V. // Ibid.2018. V. 63. № 8. P. 1032. https://doi.org/10.1134/S0036023618080107 [Карасев М.О., Карасева И.Н., Пушкин Д.В. // Там же. 2018. Т. 63. № 8. С. 996].
  10. Karasev M.O., Karaseva I.N., Pushkin D.V. // Ibid.2019. V. 64. № 7. P. 870. https://doi.org/10.1134/S003602361907009X [Карасев М.О., Карасева И.Н., Пушкин Д.В. // Там же. 2019. Т. 64. № 7. С. 714].
  11. Blatov V.A., Shevchenko A.P., Serezhkin V.N. // Russ. J. Coord. Chem. 1999. Т. 25. № 7. С. 453. [Блатов В.А., Шевченко А.П., Сережкин В.Н. // Координац. химия. 1999. Т. 25. № 7. С. 483.]
  12. Вайнштейн Б.К., Фридкин В.М., Инденмоб В.Л. Современная кристаллография: В 4-х тт. Т. 1. М.: Наука, 1979. С. 161.
  13. Serezhkin V.N., Mikhailov Yu.N., Buslaev Yu.A. // Russ. J. of Inorganic Chemistry. 1997. V. 42. № 12. P. 1871. [Сережкин В.Н., Михайлов Ю.Н., Буслаев Ю.А. // Журн. неорган. химии. 1997. Т. 42. № 12. С. 2036]
  14. Ostendorf D., Saak W., Weidenbruch M., Marsmann H. // Organometallics. 2000. V. 19. № 24. P. 4938. https://doi.org/10.1021/om000714i.
  15. Kira M., Ishida S., Iwamoto T., Kabuto C. // J. of the American Chemical Society. 2002. V. 124. № 15. P. 3830. https://doi.org/10.1021/ja025522o.
  16. Tokitoh N., Shinohara A., Matsumoto T. et al. // Organometallics. 2007. V. 26. № 16. P. 4048. https://doi.org/10.1021/om700347z.
  17. Tokitoh N., Wakita K., Okazaki R. et al. // J. of the American Chemical Society. 1997. V. 119. № 29. P. 6951. https://doi.org/10.1021/ja9710924.
  18. Wakita K., Tokitoh N., Okazaki R. et al. // Ibid. 2000. V. 122. № 23. P. 5648. https://doi.org/10.1021/ja000309i.
  19. Kira M., Ishida S., Iwamoto T., Kabuto C. // Ibid. 1999. V. 121. № 41. P. 9722. https://doi.org/10.1021/ja9925305.
  20. Abe T., Tanaka R., Ishida S. et al. // Ibid.2012. V. 134. № 49. P. 20029. https://doi.org/10.1021/ja310391m.
  21. Jutzi P., Kanne D., Kruger C. // Angewandte Chemie, International Edition. 1986. V. 25. № 2. P. 164. https://doi.org/10.1002/anie.198601641.
  22. Gasper P.P., Beatty A.M., Chen T. et al. // Organometallics. 1999. V. 18. № 19. P. 3921. https://doi.org/10.1021/om990418+.
  23. Tsurusaki A., Kamiyama J., Kyushin S. // Journal of the American Chemical Society. 2014. V. 136. № 37. P. 12896. https://doi.org/10.1021/ja507279z.
  24. Taira K., Ichinohe M., Sekiguchi A. // Chemistry-A European Journal. 2014. V. 20. № 30. P. 9342. https://doi.org/10.1002/chem.201402482.
  25. Ishida S., Sugawara R., Misawa Y., Iwamoto T. // Angewandte Chemie, International Edition. 2013. V. 52. № 49. P. 12869. https://doi.org/10.1002/anie.201308517.
  26. Karni M., Apeloig Y., Takagi N., Nagase S. // Organometallics. 2005. V. 24. № 26. P 6319. https://doi.org/10.1021/om058033g.
  27. Auer D., Kaupp M., Strohmann C. // Ibid. 2005. V 24. № 26. P. 6331. https://doi.org/10.1021/om050499b.
  28. Yasuda H., Lee V.Ya., Sekiguchi A. // J. of the American Chemical Society. 2009. V. 131. № 18. P. 6352. https://doi.org/10.1021/ja901881z.
  29. Iwamoto T., Okita J., Kabuto C., Kira M. // J. of Organometallic Chemistry. 2003. V. 686. № 1–2. P. 105. https://doi.org/10.1016/S0022-328X(03)00436-4.
  30. Sekiguchi A., Kinjo R., Ichinohe M. // Science. 2004. V. 305. № 5691. P. 1755. https://doi.org/10.1126/science.1102209.
  31. Murata Y., Ichinohe M., Sekiguchi A. // J. of the American Chemical Society. 2010. V. 132. № 47. P. 16768. https://doi.org/10.1021/ja1091744.
  32. Корольков Д.В., Скоробогатов Г.А. Теоретическая химия. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2004. 503 с.
  33. Serezhkin V.N., Buslaev Yu.A. // Russ. J. Inorg. Chem. 1997. V. 42. № 7. P. 1064 [Сережкин В.Н., Буслаев Ю.А. // Журн. неорган. хим. 1997. Т. 42. № 7. С. 1180].
  34. Блатов В.А., Полькин В.А., Сережкин В.Н. // Кристаллография. 1994. Т. 39. № 3. С. 457.
  35. Егоров-Тисменко Ю.К. Кристаллография и кристаллохимия. КДУ. М.: 2005. 592 с.
  36. Сережкин В.Н., Пушкин Д.В., Сережкина Л.Б. // Координац. химия. 2008. Т. 34. № 10. С. 733.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Distribution of valence angles in the case of CP compositions SiC4 (a), SiCnSi4-n (n = 2, 3) (b, c) and SiSi4 (d) as a function of the value of ∠XSiX (X = C, Si). The histograms are plotted in steps of 1°.

Download (206KB)
Indexing metadata
3. Table 2_Fig. 1

Download (4KB)
Indexing metadata
4. Table 2_Fig. 2

Download (2KB)
Indexing metadata
5. Table 2_Fig. 3

Download (2KB)
Indexing metadata
6. Table 2_Fig. 4

Download (17KB)
Indexing metadata
7. Table 2_Fig. 5

Download (2KB)
Indexing metadata
8. Table 2_Fig. 6

Download (17KB)
Indexing metadata
9. Table 2_Fig. 7

Download (23KB)
Indexing metadata
10. Table 2_Fig. 8

Download (16KB)
Indexing metadata
11. Table 2_Fig. 9

Download (23KB)
Indexing metadata
12. Table 2_Fig. 10

Download (14KB)
Indexing metadata
13. Table 2_Fig. 11

Download (29KB)
Indexing metadata
14. Table 2_Fig. 12

Download (23KB)
Indexing metadata
15. Table 2_Fig. 13

Download (25KB)
Indexing metadata
16. Table 2_Fig. 14

Download (22KB)
Indexing metadata
17. Table 2_Fig. 15

Download (30KB)
Indexing metadata
18. Table 2_Fig. 16

Download (19KB)
Indexing metadata
19. Table 2_Fig. 17

Download (27KB)
Indexing metadata
20. Table 2_Fig. 18

Download (28KB)
Indexing metadata
21. Table 2_Fig. 19

Download (13KB)
Indexing metadata
22. Table 2_Fig. 20

Download (12KB)
Indexing metadata
23. Table 2_Fig. 21

Download (26KB)
Indexing metadata
24. Table 2_Fig. 22

Download (24KB)
Indexing metadata
25. Table 2_Fig. 23

Download (45KB)
Indexing metadata
26. Table 2_Fig. 24

Download (11KB)
Indexing metadata
27. Table 2_Fig. 25

Download (34KB)
Indexing metadata
28. Table 2_Fig. 26

Download (16KB)
Indexing metadata
29. Table 2_Fig. 27

Download (21KB)
Indexing metadata
30. Table 2_Fig. 28

Download (5KB)
Indexing metadata
31. Fig. 2. Schematic representation of the lateral overlap of sp2 hybrid orbitals of silicon atoms during the formation of a triple Si≡Si bond

Download (57KB)
Indexing metadata
32. Fig. 3. Dependence of the solid angles W (expressed in % of 4p steradians) of the LDPE faces of silicon atoms in the SiSp and SiCnSim complexes on the interatomic distances Si–X, where X = C (black circles) or Si (white circles) corresponding to these faces

Download (80KB)
Indexing metadata
33. Fig. 4. Distribution (d, j) for LDPE of silicon atoms that are part of the SiSp (a), SiSim (b) and SiCnSim (c) complexes. Black circles indicate C atoms, white ones indicate Si atoms

Download (309KB)
Indexing metadata
34. Fig. 5. Distribution of LDPE of 4243 Si atoms depending on the number of faces (Nf) of polyhedra in Si sublattices of the crystal structure of organosilicon compounds

Download (95KB)
Indexing metadata
35. Fig. 6. Distribution of interatomic distances in Si sublattices depending on the value of d(Si–Si). The histograms are constructed in 0.1 Å increments and take into account all distances d(Si–Si) ≤ 21 Å between atoms having a common LDPE face and forming KP compositions SiCN (a) and SiCnSim (b)

Download (105KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences