ПРЕДПЕРЕХОДНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ОБЛАСТИ СТРУКТУРНОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА В ПЕРХЛОРАТЕ НАТРИЯ

  • Amil R. Aliev Институт физики им. Х. И. Амирханова Дагестанского научного центра Российской академии наук
  • Isa R. Akhmedov Институт физики им. Х.И. Амирханова ДНЦ РАН
  • Murad G. Kakagasanov Институт физики им. Х.И. Амирханова ДНЦ РАН
  • Zakir A. Aliev Институт физики им. Х.И. Амирханова ДНЦ РАН
  • Sergey P. Kramynin Институт физики им. Х.И. Амирханова ДНЦ РАН
DOI: https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206301.6042
Ключевые слова: ионные кристаллы, комбинационное рассеяние, молекулярная спектроскопия, колебательная релаксация, предпереход, перхлораты

Аннотация

Методами спектроскопии комбинационного рассеяния света исследованы структурно-динамические свойства и процессы молекулярной релаксации в кристаллическом перхлорате натрия NaClO4 в интервале температур от 300 К до 650 К. Проанализированы температурные зависимости положения максимума v (частоты), ширины w и интенсивности I спектральной полосы, отвечающей полносимметричному колебанию v1(A) перхлорат-иона ClO4–1, в спектральном интервале от 933 см–1 до 944 см–1. С ростом температуры частота v и интенсивность I уменьшаются, а ширина w возрастает. Показано, что эти температурные зависимости имеют определенные особенности при температуре 460 К. При дальнейшем увеличении температуры уменьшение частоты v происходит более быстро, ширина w возрастает, а интенсивность I уменьшается более интенсивно. В интервале температур от 460 К до температуры Tstr= 581 К структурного фазового перехода первого рода мы наблюдаем отклонение температурной зависимости частоты и ширины от линейных зависимостей, характерных для более низких температур. Эти отклонения появляются при температуре 460 К и возрастают по мере увеличения температуры и приближения к температуре фазового перехода. Установлено, что в кристаллическом перхлорате натрия NaClO4 структурный фазовый переход первого рода носит растянутый характер. При температуре фазового перехода (Tstr = 581 К) ширина резко возрастает, а частота резко уменьшается, уменьшаясь и при дальнейшем увеличении температуры. Обнаружено существование предпереходной области в исследованном кристаллическом перхлорате натрия NaClO4. Эта предпереходная область имеет место в интервале температур от 460 К до Tstr = 581 К.

Биография автора

Amil R. Aliev, Институт физики им. Х. И. Амирханова Дагестанского научного центра Российской академии наук

лаборатория оптических явлений в конденсированных средах, главный научный сотрудник, доктор физ.-мат. наук, профессор

Литература

Jianjun Liu, Chun-gang Duan, Mei W.N., Smith R.W., Hardy J.R. Order-disorder structural phase transitions in al-kali perchlorates. J. Solid State Chem. 2002. V. 163. N 1. P. 294–299. DOI: 10.1006/jssc.2001.9411.

Prokhorov A.A., Neilo G.N., Prokhorov A.D., Karna-chev A.S. EPR studies of phase transitions in perchlorates [M2+(ClO4)2·6H2O] at high pressures. Phys. Solid State. 2006. V. 48. N 2. P. 340–347. DOI: 10.1134/S1063783406020259.

Zhuravlev Yu.N., Korabel’nikov D.V. Nature of electronic states and optical functions of sodium oxyanionic compounds. Phys. Solid State. 2009. V. 51. N 1. P. 69–77. DOI: 10.1134/S1063783409010089.

Pravica M., Wang Y., Sneed D., Reiser Sh., White M. High pressure studies of potassium perchlorate. Chem. Phys. Lett. 2016. V. 660. P. 37–42. DOI: 10.1016/j.cplett.2016.07.060.

Korabel’nikov D.V., Zhuravlev Yu.N. Ab initio investigations of the elastic properties of chlorates and perchlorates. Phys. Solid State. 2016. V. 58. N 6. P. 1166–1171. DOI: 10.1134/S1063783416060251.

Korabel’nikov D.V., Zhuravlev Yu.N. Effect of pressure on the structure and the electronic properties of LiClO4, NaClO4, KClO4, and NH4ClO4. Phys. Solid State. 2017. V. 59. N 2. P. 254–261. DOI: 10.1134/S1063783417020123.

Aliev A.R., Akhmedov I.R., Kakagasanov M.G., Aliev Z.A., Gafurov M.M., RabadanovK.Sh., Amirov A.M. Relaxation of vibrationally excited states in solid binary systems "carbonate – sulfate". Phys. Solid State. 2018. V. 60. N 2. P. 347–351. DOI: 10.1134/S1063783418020038.

Aliev A.R., Akhmedov I.R., Kakagasanov M.G., Aliev Z.A., Amirov A.M. Molecular relaxation in the binary sys-tems NaNO3 – NaNO2, KNO3 – KNO2. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V. 61. N 7. P. 23-30. DOI: 10.6060/ivkkt.20186107.5660 (in Russian).

Korabel’nikov D.V., Zhuravlev Yu.N. Ab initio structure and vibration properties of oxyanionic crystalline hydrates. Phys. Solid State. 2018. V. 60. N 10. P. 2058–2065. DOI: 10.1134/S106378341810013X.

Koposov G.D., Bardyug D.Yu. Analysis of ice premelting in water-containing disperse media. Techn. Phys. Lett. 2007. V. 33. N 7. P. 622–624. DOI: 10.1134/S1063785007070243.

Klopotov A.A., Chekalkin T.L., Gyunter V.E. Effect of preliminary deformation on the fine structure of a TiNi-based alloy in the premartensitic region. Techn. Phys. 2001. V. 46. N 6. P. 770–772. DOI: 10.1134/1.1379650.

Grishkov V.N., Lotkov A.I., Dubinin S.F., Teploukhov S.G., Parkhomenko V.D. Short-wavelength atomic-displacement modulation preceding the B2 → B19′ martensitic transformation in a TiNi-based alloy. Phys. Solid State. 2004. V. 46. N 8. P. 1386–1393. DOI: 10.1134/1.1788767.

Mel’nikova S.V., Laptash N.M., Aleksandrov K.S. Optical studies of phase transitions in oxyfluoride (NH4)2NbOF5. Phys. Solid State. 2010. V. 52. N 10. P. 2168–2172. DOI: 10.1134/S1063783410100240.

Slyadnikov E.E. Pretransition state and structural transition in a deformed crystal. Phys. Solid State. 2004. V. 46. N 6. P. 1095–1100. DOI: 10.1134/1.1767251.

Belyaev A.P., Rubets V.P., Antipov V.V. Influence of temperature on the rhombic shape of paracetamol molecular crystals. Techn. Phys. 2017. V. 62. N 4. P. 645–647. DOI: 10.1134/S1063784217040041.

Aliev A.R., Gafurov M.M., Akhmedov I.R., Kakagasanov M.G., Aliev Z.A. Structural phase transition peculiari-ties in ion-molecular perchlorate crystals. Phys. Solid State. 2018. V. 60. N 6. P. 1203–1213. DOI: 10.1134/S1063783418060045.

Maksimov V.I., Maksimova E.N., Surkova T.P., Vokhmyanin A.P. On possible states of the crystal structure preceding to a phase transition in Zn1–xVxSe (0.01 ≤ x ≤ 0.10) crystals. Phys. Solid State. 2018. V. 60. N 12. P. 2424–2435. DOI: 10.1134/S1063783419010177.

Vtyurin A.N., Belyu A., Krylov A.S., Afanas’ev M.L., Shebanin A.P. The cubic-to-monoclinic phase transition in (NH4)3ScF6 cryolite: A Raman scattering study. Phys. Solid State. 2001. V. 43. N 12. P. 2307–2310. DOI: 10.1134/1.1427961.

Karpov S.V., Shultin A.A. Orientational melting and pretransition in ordered phases of rubidium and cesium nitrates. Sov. Phys. Solid State. 1975. V. 17. P. 1915–1919.

Abolin’sh Ya.Ya., Karpov S.V., Shultin A.A. Raman scattering of ammonium nitrate in the region of the extended phase transition IV – V. Sov. Phys. Solid State. 1978. V. 20. P. 2114–2117.

Gafurov M.M., Aliev A.R., Akhmedov I.R. Raman and infrared study of the crystals with molecular anions in the re-gion of the solid – liquid phase transition. Spectrochim. Acta. 2002. V. 58A. N 12. P. 2683–2692. DOI: 10.1016/S1386-1425(02)00014-8.

Gafurov M.M., Aliev A.R. Molecular relaxation processes in the salt systems containing anions of various configurations. Spectrochim. Acta. 2004. V. 60A. N 7. P. 1549–1555. DOI: 10.1016/j.saa.2003.06.004.

Aliev A.R., Akhmedov I.R., Kakagasanov M.G., Aliev Z.A., Gafurov M.M., Rabadanov K.Sh., Amirov A.M. Inelastic intermolecular exchange of vibrational quanta and relaxation of vibrationally excited states in solid binary systems. Phys. Solid State. 2017. V. 59. N 4. P. 752–757. DOI: 10.1134/S1063783417040035.

Gafurov M.M., Rabadanov K.Sh., Ataev M.B., Aliev A.R., Kirillov S.A., Prisyazhnyi V.D. Spectroscopic study of the structural-dynamic properties and processes of solvation in the system of lithium nitrate – dimethyl sulfone. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2011. V. 54. N 10. P. 54-59 (in Russian).

Aliev A.R., Akhmedov I.R., Kakagasanov M.G., Aliev Z.A., Gafurov M.M., Rabadanov K.Sh., Amirov A.M. Relaxation of vibrationally excited states in solid “nitrate – nitrite” binary systems. Optics and Spectroscopy. 2017. V. 123. N 4. P. 587–589. DOI: 10.1134/S0030400X17100022.

Опубликован
2020-01-02
Как цитировать
Aliev, A. R., Akhmedov, I. R., Kakagasanov, M. G., Aliev, Z. A., & Kramynin, S. P. (2020). ПРЕДПЕРЕХОДНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ОБЛАСТИ СТРУКТУРНОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА В ПЕРХЛОРАТЕ НАТРИЯ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 63(1), 64-70. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206301.6042
Выпуск
Том 63 № 1 (2020)
Раздел
ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомол. соединений