СТРУКТУРА БЛИЖНЕГО ОКРУЖЕНИЯ ИОНОВ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ИОДИДА ЦЕЗИЯ ИЗ ДАННЫХ ПО ДИФРАКЦИИ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ
Аннотация
Сравнительно большое количество работ было посвящено изучению структуры водных растворов солей цезия. Однако до настоящего времени не получены однозначные количественные характеристики гидратных комплексов иона Cs+. Поэтому целью работы явилось исследование структуры водных растворов иодида цезия в широком диапазоне концентраций при стандартных условиях методом рентгеноструктурного анализа. Иодид-ион выбран в качестве противоиона, потому что информация о структуре его ближнего окружения также неоднозначна. Из полученных экспериментальных данных рассчитаны структурные функции и функции радиального распределения атомно-электронной плотности (ФРР) для исследованных систем. Проведена интерпретация пиков на ФРР. Исходя из проведенной интерпретации и литературных данных, разработаны различные модели структурной организации растворов, учитывающие различные возможные гидратные числа катиона и аниона, а также контактные и некнотактные ионные ассоциаты. Для каждой модели рассчитаны теоретические структурные и корреляционные функции. На основе наилучшего соответствия теории и эксперимента выявлены оптимальные модели. Анализ моделей позволил установить влияние концентрации на количественные структурные характеристики ближнего окружения ионов в изученных растворах. Определено, что гидратные числа катиона и аниона закономерно увеличиваются при разбавлении, достигая в растворе мольного соотношения 1:80 значений 6,3 для иона Cs+ и 4,1 для иона I-. Межчастичные расстояния Cs+–ОН2 и I- –ОН2 во всем диапазоне концентраций в среднем равны 0,312 и 0,359 нм. Ионы не формируют вторых координационных сфер. Установлено, что контактные ионные пары Cs+–I- существуют во всем исследованном интервале концентраций.
Для цитирования:
Смирнов П.Р., Гречин О.В., Воеводина Е.А. Структура ближнего окружения ионов в водных растворах иодида цезия из данных по дифракции рентгеновских лучей. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 7. С. 21-26.
Литература
Smirnov P.R., Trostin V.N. Structures of the Nearest Surroundings of the K+, Rb+, and Cs+ Ions in Aqueous Solutions of Their Salts. Zhurn. Obshch. Khim. 2007. V. 77. N 12. P. 1955 (in Russian).
Smirnov P.R. Structural Parameters of the Nearest Surrounding of Halide Ions in the Aqueous Electrolyte Solutions. Zhurn. Ob-shch. Khim. 2013. V. 83. N 8. P. 1233 (in Russian).
Novotný P., Söhnel O. Densities of binary aqueous solutions of 306 inorganic substances. J. Chem. Eng. Data. 1988. V. 33. N 1. P. 49. DOI: 10.1021/je00051a018.
OriginPro 7.5. Copyright 1991–2003. OriginLab Corporation. USA.
Johansson G., Sandström M. X-ray Diffraction Analysis Program for Liquids. Chem. Scr. 1973. V. 4. N 5. P. 195.
Mile V., Gereben O., Kohara S., Pusztai L. On the Structure of Aqueous Cesium Fluoride and Cesium Iodide Solutions: Dif-fraction Experiments, Molecular Dynamics Simulations, and Reverse Monte Carlo Modeling. J. Phys. Chem. B. 2012. V. 116. P. 9758. DOI: 10.1021/jp301595m.
