Abstract
A single crystla of zeolite $Na_{78}Rb_{28}-X$ (approximate composition) was prepared by exposing $Na_{92}-X$ at $350^{\circ}C$ to 0.1 Torr of rubidium vapor, and its structure was determined by single-crystal x-ray diffraction methods in the cubic space group, Fd3, ${\alpha}=25.045(4){\AA}$. The structure was refined to the final error indices $R_1=0.082$ and $R_2=0.084$ with 353 for which I>$3{\sigma}(I)$. Only about 28 of the 92 $Na^+$ ions per unit cell were reduced and only about 14 of the 28 $Na^0$ atoms produced were retained within the zeolite. A $Na_5{^{4+}}$ cluster is present within each sodalite cavity. It is a centered tetrahedron (like $CH_4$) with bond $length=2.80(2){\AA}$ and angle tetrahedral by symmetry, and shows the full symmetry of its site. $T_d$, at the center of the sodalite cavity. Each of the four terminal atoms of the $Na_5{^{4+}}$ cluster bond to three framework oxygens at $2.36(2){\AA}$. At the centers of some double 6-rings are sodium atoms which bridge linearly between $Na_5{^{4+}}$ clusters to form agglomerations such as short zig-zag chains $Na_5{^{4+}}$ clusters. Delocalized electrons, located primarily on the sodiums at centers of the sodalite and (likely) double-six-ring cavities, contribute to the stability of the clusters.
제올라이트 $Na_{78}Rb_{28}-X$ 단결정을 $Na_{92}-X(Na_{92}Si_{100}Al_{92}O_{384})$을 $350^{\circ}C$에서 0.1Torr의 Rb 증기로 처리하여 만들어서 그 구조를 X-선 단결정법으로 공간군 Fd3로서 결정하였다 (${\alpha}=25.045(4){\AA}$). 구조는 I>$3{\sigma}(I)$인 회절반점 353개를 사용하여 최종오차지수 $R_1=0.082$, $R_2=0.084$까지 정밀화하였다. 단위포당 92개의 $Na^+$ 이온 중 대략 28개의 $Na^+$ 이온이 환원되고, 환원되어 생성된 28개의 Na' 중 약 14개만 제올라이트 골조내에 잔류하고 있다. 소다라이트 동공내에 사면체의 대칭성 ($T_d$)을 가지고 결합각 $109.5^{\circ}$, 결합거리 $2.80(2){\AA}$를 갖는다. $Na_5{^{4+}}$ 클라스트를 이루는 4개의 말단 원자와 골조 산소원자 사이의 결합거리는 $2.80(2){\AA}$이다. 몇몇 이중 6-링의 중심에 $Na_5{^{4+}}$ 클라스트 두 개를 선형으로 연결하여 지그재그형의 덩어리로 만드는 $Na^0$원자가 있다. 소다라이트 동공 중심과 이중 6-링에 있는 $Na^0$원자의 비편재화된 전자가 $Na_5{^{4+}}$ 클라스트를 안정화시키고 있다.