一种新型化合物羟基钒酸锶的合成晶体结构

房宏伟（中化地质矿山总局河北地质勘查院，河北石家庄 050031）

一种新型化合物羟基钒酸锶的合成晶体结构

房宏伟（中化地质矿山总局河北地质勘查院，河北石家庄 050031）

钒酸盐簇化合物由于具有独特的结构特性和潜在的电化学性能而备受关注，我们利用水热合成法制备了一种新型钒酸盐化合物SrVO3(OH)，并用单晶X射线衍射分析其晶体结构。化合物SrVO3(OH)是斜方晶系，空间群为C2/c（No.15），晶胞学参数为a=14.8607(10)Å，b=7.0334(4)Å，c=7.3709 (5)Å，β=103.47(0)°，V=749.22(90)Å3，Z=4,Rgt(F)= 0.0241，wRref(F2)=0.0507。

钒酸盐；单晶；结构；水热合成法

V-O簇化合物由于具有独特的结构特性和潜在的电化学性能而备受关注，近年来已经成为了研究热点[1-4]。目前，已经有四种钒酸锶氧化物或钒酸锶水合物被报道出来，Sr(VO3)2(H2O)4[5]，Sr0.333(V4O9)(H2O)[6]，Sr3(V10O28)(H2O)22[7]和Sr5(VO4)3(OH)[8]。水热合成法设备简单，原料易得，而且这种高温、高压、密封的特殊液相反应条件，能够使低熔点化合物、高蒸气压且不能在融体中生成的物质、高温分解相的物质晶化生成，往往能够制得一些结构新颖奇特的新化合物。为了丰富V-O簇化合物，我们使用水热合成法制备了一种新的钒酸锶化合物SrVO3(OH)。并使用了单晶衍射仪确定了它的晶体结构。

1 实验部分

反应原料为分析纯的V2O5和SrCO3，均购买自上海国药试剂厂。SrVO3(OH)是水热反应法制备的。将V2O5和SrCO3按照摩尔比V:Sr=1：3溶于10ml的蒸馏水，放入25ml的聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，密封，在448 K的温度下反应72小时。然后以5℃/h降温至室温。取出反应釜，就得到少量无色的棱柱形SrVO3(OH)单晶。

图1.化合物SrVO3(OH)的不对称单元

图2.化合物SrVO3(OH)的晶胞图

表1.原子坐标

表2 键长数据

2 单晶结构分析

KPr(MoO4)2的单晶衍射数据由X射线面探衍射仪（Smart Apex2 CCD，Mo-Kα radiation,λ=0.71073 Å）在室温下以ω扫描方式收集完成。数据经SAINT还原，使用Multi-scan方法进行吸收校正后被用于结构解析。单晶结构解析通过SHELX-97程序包在PC计算机上完成，采用直接法确定重原子Sr，V的坐标，其余原子的坐标则是由差傅立叶合成法给出，对所有原子的坐标和各向异性热参数进行基于F2的全矩阵最小二乘方平面精修至收敛。详细的原子坐标如表1所示。

3 SrVO3(OH)的晶体结构

SrVO3(OH)属于斜方晶系，它的空间群为C2/c（No.15），a= 14.8607(10)Å，b=7.0334(4)Å，c=7.3709(5)Å，β=103.47 (0)°，V=749.22(90)Å3，Z=4,Rgt(F)=0.0241，wRref(F2)= 0.0507。

SrVO3(OH)晶体的结构是非对称的，包含了一个Sr（II）原子，一个V(V)原子和五个O原子，如图1所示。其中，V1原子被四个O原子包围，形成了VO4四面体机构。两个VO4四面体通过一个O1原子连接起来进一步形成V2O7集团。其中值得一提的是，V1-O1的共价键键长(1.808(2)Å)要明显长于V1-O2,V1-O3和V1-O4之间的共价键键长，后三者分别是1.689(2)Å，1.671(2)Å和1.686(2)Å。详细的键长键角数据如表2所示。

V2O7基团相互分离，并沿着同一方向排布在结构中，V2O7基团中的空隙由Sr原子填充，通过Sr2+离子与V2O7基团中的O2-离子的离子键作用相互连接，每个Sr2+离子与9个O2-配位，键长位于2.5～2.9 Å之间，具体的排布方式如下图2所示。

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