Структурная химия тетрахлоридных комплексных соединений уранила (обзор)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Систематизированы и обсуждены кристаллические структуры тетрахлоридных комплексных соединений уранила с катионами щелочных металлов, аммония, протонированными катионами органических оснований, производными катиона аммония и ряда протонированных органических соединений, изученных монокристальным методом рентгеноструктурного анализа. Определены кристаллохимические особенности строения данного класса соединений. В исследованных кристаллических структурах тетрахлоридных комплексных соединений UO22+ координационный полиэдр шестивалентного атома урана имеет тетрагонально-бипирамидальное (искаженное сплюснутое октаэдрическое) строение с атомами кислорода уранильной группы, расположенными в апикальных вершинах тетрагонального-бипирамидального полиэдра. Группы UO22+ в полиэдрах направлены перпендикулярно экваториальной плоскости, в вершинах которой расположены четыре атома Cl координированных лигандов. При наличии в структурах тетрахлордных комплексных соединений уранила наряду с комплексными анионами [UO2Cl4]2– и протонированными катионами свободных ионов Cl– и/или свободных, не связанных с атомом U, нейтральных или координированных молекул, содержащих акцепторные атомы, катионы не взаимодействуют с донорными атомами Cl аниона, а образуют водородные связи со свободными ионами хлора и акцепторными атомами свободных молекул. Из-за высокой симметрии (практически D4h) комплексного аниона в структурах тетрахлоридных комплексах уранила соединения широко были использованы для проведения многочисленных физических исследований, в частности спектроскопических, люминесцентных, компьютерных, теории функциональной плотности и др.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Рувен Лейзерович Давидович

Институт химии ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: davidovich@ich.dvo.ru
ORCID iD: 0000-0002-8473-3580

Доктор химических наук, главный научный сотрудник, профессор

Россия, Владивосток

Список литературы

  1. Hall D., Rae A.D., Waters T.N. The crystal structure of dicaesium tetrachlorodioxouranium(VI) // Acta Crystallogr. 1966. Vol. 20, No. 2. P. 160–162. doi: 10.1107/s0365110x66000355.
  2. Watkin D.J., Denning R.G., Prout K. Structure of dicaesium tetrachlorodioxouranium(VI) // Acta Crystallogr. Sect. C Cryst. Struct. Commun. 1991. Vol. 47, No. 12. P. 2517–2519. doi: 10.1107/s0108270191006777.
  3. Тутов А.Г., Плахтий В.П., Усов О.А., Бубляев Р.А., Черненков Ю.П. Нейтронографическое уточнение структуры нелинейного оптического кристалла дицезийуранилтетрахлорида Cs2UO2Cl4 // Кристаллография. 1991. Т. 36, № 5. С. 1135–1138.
  4. Schnaars D.D., Wilson R.E. Structural and Vibrational Properties of U(VI)O2Cl42– and Pu(VI)O2Cl42– Complexes // Inorg. Chem. 2013. Vol. 52. P. 14138–14147.
  5. Ohwada K. Normal coordinate analysis of dicaesium uranyl tetrachloride (Cs2UO2Cl4) // Spectrochim. Acta. 2013. Vol. 31A. P. 973–977.
  6. Ohwada K. Laser Raman Spectra and Normal Coordinate Analysis of Some Uranyl Tetrachloride Complexes // Appl. Spectrosc. 2013. Vol. 34, No. 3. P. 327–331. doi: 10.1366/000370280473027.
  7. Flint C.D., Tanner P.A. Luminescence and absorption spectra of M2UO2Cl4·xH2O // Molecul. Phys. 1981. Vol. 44, No. 2. P. 411–425. doi: 10.1080/00268978100102541.
  8. Anson C.E., Al-Jowder O., Jayasooriya U.A., Powell A.K. Dirubidium Tetrachlorodioxouranium(VI)–Water (1:2) // Acta Crystallogr. Sect. C Cryst. Struct. Commun. 1996. Vol. 52, No. 2. P. 279–281. doi: 10.1107/s0108270195011723.
  9. Augustine L.J., Rajapaksha H., Pyrch M.M.F., Kasperski M., Forbes T.Z., Mason S.E. Periodic Density Functional Theory Calculations of Uranyl Tetrachloride Compounds Engaged in Uranyl–Cation and Uranyl–Hydrogen Interactions: Electronic Structure, Vibrational, and Thermodynamic Analyses // Inorg. Chem. 2023. Vol. 62. P. 372–380.
  10. Kohlgruber T.A., Surbella III R.G. (NH4)2[UO2Cl4]·2H2O, a new uranyl tetrachloride with ammonium charge-balancing cations // Acta Crystallogr. 2023. Vol. E79, No. 8. P. 702–706. https://doi.org/10.1107/S2056989023005753.
  11. Di Sipio L., Tondello E., Pelizzi G., Ingletto G., Montenero A. Di-(Tetramethyl)ammonium Uranyl Tetrahalides [(CH3)4N]2UO2Cl4, [(CH3)4N]2UO2Br4 // Cryst. Struct. Commun. 1974. Vol. 3. P. 297–300.
  12. Bois C., Dao N.Q., Rodier N. Refinement of the crystal structure of the bis(triethylammonium) tetrachlorodioxouranium(VI) // J. Inorg. Nucl. Chem. 1976. Vol. 38. P. 755–757.
  13. Bois C., Dao N.Q., Rodier N. Structure Cristalline de Bis(tétraéthylammonium) Tétrachlorodioxouranium(VI) // Acta Crystallogr. 1976. Vol. B32. P. 1541–1544.
  14. Di Sipio L., Tondello E., Pelizzi G., Ingletto G., Montenero A. Di-(Tetrapropylammonium) Uranyl Tetrachloride [(CH3)(CH2)(CH2)4N]2UO2Cl4 // Cryst. Struct. Commun. 1974. Vol. 3. P. 731–734.
  15. Di Sipio L., Tondello E., Pelizzi G., Ingletto G., Montenero A. Di- (Tetrabutylammonium) Uranyl Tetrachloride [(CH3)(CH2)3)4N]2UO2Cl4 // Cryst. Struct. Commun. 1974. Vol. 3. P. 527–530.
  16. Di Sipio L., Pasquetto A., Pelizzi G., Ingletto G., Montenero A. DI (1,10 H-Phenanthrolinium) Tetrachlorodioxouranate, (C12H9N2)2UO2Cl4 // Cryst. Struct. Commun. 1980. Vol. 10. P. 1153–1157.
  17. Perry D.L., Freyberg D.P., Zalkin A. Imidazolium tetrachlorodioxouranate(VI), [C3N2H5]2[UO2Cl4]2– // J. Inorg. Nucl. Chem. 1980. Vol. 42, No. 2. P. 243–245. doi: 10.1016/0022-1902(80)80248-x.
  18. Zalkin A., Perry D., Tsao L., Zhang D. Bis(2-methylimidazolium) Tetrachlorodioxouranate(VI), 2C4H7N2+.UCI4O22– // Acta Crystallogr. 1983. Vol. C39. P. 1186–1189.
  19. Deifel N.P., Cahill C.L. The uranyl tetrachloride anion as a tecton in the assembly of U(VI) hybrid materials // CrystEngComm. 2009. Vol. 11. P. 2739–2744.
  20. Pyrch M.M., Williams J.M., Kasperski M.W., Applegate L.C., Forbes T.Z. Synthesis and spectroscopic characterization of actinyl(VI) tetrahalidecoordination compounds containing 2,2′-bipyridine // Inorg. Chim. Acta. 2020. Vol. 508. 119628.
  21. Surbella III R.G., Andrews M.B., Cahill C.L. Self-assembly of [UO2X4]2– (X¼Cl, Br) dianions with γ substituted pyridinium cations: Structural systematics and fluorescence properties // J. Solid State Chem. 2016. Vol. 236. P. 257–271.
  22. Bombieri G., Forsellini G., Graziani R. Structure of Bis(2-pyridylthio-2-pyridinium) Tetrachlorodioxouranate(Vl) // Acta Crystallogr. 1978. Vol. B34. P. 2622–2624.
  23. Schnaars D.D., Wilson R.E. Lattice Solvent and Crystal Phase Effects on the Vibrational Spectra of UO2Cl42– // Inorg. Chem. 2014. Vol. 53. 11036.
  24. Lhoste J., Henry N., Loiseau T., Guyot T., Abraham F. Crystal structures of 2,2′:6′,2″-terpyridine uranyl chlorides molecular assemblies and their luminescence signatures // Polyhedron. 2013. Vol. 50. P. 321–327.
  25. Hashem E., Swinburne A.N., Schulzke C., Evans R.C., Platts J.A., Kerridge A., Natrajan L.S., Baker R.J. Emission spectroscopy of uranium(IV) compounds: a combined synthetic, spectroscopic and computational study // RSC Advances. 2013. Vol. 3. P. 4350–4361.
  26. Prasad N., Govil G. Study of geometrical parameters in N–H...N type of hydrogen Bonds // Proc. Indian Acad. Sci. (Chem. Sci.). 1980. Vol. 89. P. 253–262.
  27. Pospieszna I., Radecka-Paryzek W., Kubicki M. Bis(pyridinium)trans-tetrachloridodioxidouranate(VI) dioxane solvate //Acta Crystallogr. 2008. Vol. E64. m239. doi: 10.1107/S1600536807066949.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Строение тетрахлоридного аниона уранила совместно со строением катиона аммония и молекулы кристаллизационной H2O [10]

Скачать (32KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Уникальная водородная связь с длинами водородных связей в структуре (NH4)2UO2Cl4·2H2O [10]

Скачать (47KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Строение комплексного соединения тетрахлоридоуранила 2,2-бипиридиния [20]

Скачать (41KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Строение комплексного соединения бис(пиридиния) транс-тетрахлоридодиоксидоураната(VI) диоксана сольвата [27]

Скачать (31KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025