Formation of Two Types of Plate Crystals in the Reaction of Ytterbium(0) and Ytterbium(III) Oxide with (1-Hydroxyethylidene)Diphosphonic Acid
Keywords:
ytterbium, ytterbium oxide, (1-hydroxyethylidene)diphosphonic acid, plate crystalsAbstract
The interaction of ytterbium(0) shavings with one equivalent of (1-hydroxyethylidene)diphosphonic acid (H4L) in aqueous medium leads to the production of a sparingly soluble hydrate, (1-hydroxyethylidene)ytterbium(III) diphosphonate monohydrate YbHL·H2O. According to the scanning electron microscopy data, the compound has been precipitated from the aqueous solution as thin plate crystals with a length up to 7 μm and a width up to 2 μm. Their thickness can reach 0.3–0.5 μm. The plates are practically not bended; the height difference is 5–7 nm on a flat part. In a reaction with ytterbium(III) oxide Yb2O3 the compound YbHL·H2O has also been obtained. The YbHL·H2O crystals precipitating from the aqueous solution are lamellar; their shape differs in appearance compared to the crystals obtained from metal. The plates are thinner, more curved, packed in piles, approaching a square with a side of 5–7 μm in shape. According to atomic force microscopy, the plate thickness is 1 μm, the average roughness of smooth surface is Ra = 27 nm (arithmetic average deviation), RMS = 35 nm (standard deviation). During interacting with 2-aminoethanol, (1-hydroxyethylidene)ytterbium(III) diphosphonate monohydrate does not pass into solution, but gives a viscous sol, after drying of which the YbHL·H2NCH2CH2OH·4H2O complex is obtained. The obtained compounds have been studied by elemental analysis, infrared spectroscopy, scanning electron and atomic force microscopy, X-ray phase analysis.References
Дятлова, Н.М. Комплексоны и комплексонаты металлов / Н.М. Дятлова, В.Я. Темкина, К.И. Попов. – М.: Химия, 1988. – 544 с.
Аморфные водорастворимые комплексы биометаллов на основе оксиэтилидендифосфоновой кислоты, моноэтаноламина и трис(гидроксиметил)аминометана. Синтез и оценка агрономической эффективности в качестве новых микроудобрений / В.В. Семенов, Н.В. Золотарева, Б.И. Петров и др. // Журнал общей химии. – 2015. – Т. 85, № 5. – С. 822–830.
Водорастворимые комплексы кобальта с 1-гидроксиэтилидендифосфоновой кислотой
и 2-аминоэтанолом / В.В. Семенов, Н.В. Золотарева, Н.М. Лазарев и др. // Журнал общей химии. – 2017. – Т. 87, № 1. – С. 97–103.
Получение водорастворимых соединений железа(II) на основе железа(0), (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислоты и органических аминов / В.В. Семенов, Н.В. Золота-рева, Б.И. Петров и др. // Журнал общей химии. – 2018. – Т. 88. – № 3. – С. 482–486.
Термически инициированное диспропорционирование тетрагидрата бис(1-гидрокси-этилиден)дифосфоната марганца(II). Образование и свойства лепидоидной структуры из ните-видных кристаллов (1-гидроксиэтилиден)дифосфоната-2-гидроксиэтанаминий марганца(II). Агрономическая эффективность комплекса марганца(II) с (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислотой / В.В. Семенов, Н.В. Золотарева, Б.И. Петров и др. // Известия АН. Серия химическая. – 2018. – № 2. – С. 336–344.
Диспропорционирование (1-гидроксиэтилиден)дифосфоната марганца(II) в реакции
с 2-аминоэтанолом / В.В. Семенов, Н.В. Золотарева, Б.И. Петров и др. // Доклады АН. – 2017. – Т. 475, № 6. – С. 646–651. DOI: 10.7868/S0869565217240100]
Храмов, В.П. Физико-химические исследования оксиэтилидендифосфонатов редкоземельных элементов цериевой подгруппы / В.П. Храмов, А.А. Кольцов // Журн. неорганич. химии. – 1973. – Т. 18, № 11. – С. 2947–2951.
Афонин, Е.Г. Синтез и изучение протонированных бис(оксиэтилидендифосфонатов) редкоземельных элементов / Е.Г. Афонин, Н.И. Печурова // Журн. неорганич. химии. – 1987. – Т. 32. – № 5. – С. 1021–1025.
Кристаллическая и молекулярная структура пентаполугидрата[(1-оксиэтилиден-дифосфонато(1-))(1-оксиэтилидендифосфонато(2-))]эрбий [Er(H3Oedph)(H2Oedph)]•5,5H2O / Л.М. Школьникова, А.А. Масюк, Г.В. Полянчук и др. // Коорд. химия. – 1989. – Т. 15, № 10. – С. 1424–1429.
Liu F.Y. Crystal structure and photoluminescence properties of lanthanide diphosphonates / F.Y. Liu, L. Roces, R.A. Sa Ferreira et al. // J. Mater. Chem. – 2007. – V. 17. – P. 3696–3701. DOI: 10.1039/b703487c
Synthesis, crystal structures, and luminescent and magnetic properties of 3D chiral and achiral lanthanide diphosphonates containing left- and right-handel helical chains / D.P. Dong, L. Liu, Z.G. Sun et al. // Cryst. Growth Des. – 2011. – V. 11. – P. 5346–5354. doi.org/10.1021/cg2009368.
Lanthanide complexes with 1,1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid: solvent organization and coordination geometry in crystalline and amorphous solids / K.L. Nash, D. Rogers, J. Ferraro, J. Zhang // Inorg. Chim. Acta. – 1998. – V. 269, N. 2. – P. 211–213. doi.org/10.1016/S0020-1693(97)05765-4.
Девятов, В.Ф. Исследование образования гомо- и гетероядерных комплексов с 1-гидроксиэтилидендифосфоновой кислотой эрбия(III) и эрбия(III) – кальция(II) в водной среде / В.Ф. Девятов, Д.Р. Мусин // Известия АН. Сер. хим. – 2015.– Т. 64, № 8. – С. 1866–1890.
Девятов, В.Ф. Образоваие комплексов с 1-гидроксиэтилидендифосфоновой кислотой гадолиния(III) и кальция(II) в водных растворах / В.Ф. Девятов, Д.Р. Мусин // Журн. общей химии. – 2013. – Т. 83. – № 11. – С. 1990–1996.
Афонин, Е.Г. Стабильность редкоземельных гидроксиэтилидендифосфонатов LnH2X
(Ln = La, Sm, Eu, Gd, Tb, Yb, Y) в водных растворах / Е.Г. Афонин, Н.И. Перчукова, Л.И. Мартыненко // Журн. неорганич. химии. – 1987. – Т. 31, № 12. – С. 3124–3125.
Пат. 2248210 Российская федерация. Способ регенерации костной ткани в эксперименте / В.Ф. Девятов, Е.Г. Холмогорцев. – заявл. 07.07.2003; опубл. 20.03.2005.
Демешко, Д.В. Люминесценция церия(III) в растворах координационных соединений с гидроксиэтилидендифосфоновой кислотой и их использование для высокочувствительного определения церия в люминофорах / Д.В. Демешко, В.А. Перфильев, В.Т. Мищенко // Высокочистые вещества. – 1992. – № 2. – С. 162–167.
Беллами, Л. Инфракрасные спектры сложных молекул / Л. Беллами. – М.: Издательство иностранной литературы, 1963. – 590 с.
Преч, Э. Определение строения органических соединений. Таблицы спектральных данных. / Э. Преч, Ф. Бюльманн, К. Аффольтер. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 438 с.
Nakamoto, K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds. Part A: Theory and Application in Inorganic Chemistry / K. Nakamoto. – New Jersey: Wiley, 2009. – 419 p.
