Journal of the Korean Chemical Society (대한화학회지)

Korean Chemical Society (대한화학회)
권호 표지

Two Crystal Structures of Dehydrated $Ag^{+}$- and $Ca^{2+}$-Exchanged Zeolite $A,\;Ag_{12-2x}Ca_x-A\;(x=2\;and\;3)$ Treated with Cesium Vapor

탈수한 $Ag^{+}$ 이온과 $Ca^{2+}$ 이온으로 치환한 제올라이트 $A,\;Ag_{12-2x}Ca_x-A\;(x=2\;and\;3)$를 Cs 증기로 처리한 결정구조

  • 송승환 (동서공과대학 화학공학과) ;
  • 김양 (부산대학교 자연과학대학 화학과)
  • Published : 19940900
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Abstract

Two crystal structures of dehydrated, $Ag^{+}$ and $Ca^{2+}$-exchanged zeolite A treated at $250^{\circ}C$ with 0.15 torr of Cs vapor have been determined by single-crystal X-ray diffraction technique in the cubic space group $Pm{\bar\3m$ at $21(1)^{\circ}C$ (a = 12.344(2) $\AA$ and 12.304(2) $\AA$). Their structures were refined to the final error indices, R (weighted), of 0.091 with 180 reflections, and 0.093 with 179 reflections, respectively, for which I > $3\sigma(I).$ In each structure, Cs species are found at four different crystallographic sites: 3 $Cs^{+}$ ions per unit cell are located at 8-ring centers, ca. 6.81∼7.14 $Cs^{+}$ ions are found on opposite 6-rings on threefold axes in the large cavity, ca. 1.93∼2.03 $Cs^{+}$ ions are found on threefold axes in the sodalite unit, and 0.53∼0.66 $Cs^{+}$ ions lie on opposite 4-rings. Also, ca. 4.12∼4.27 Ag atoms are located near the center of the large cavity. In these structures, excess cesium atoms in a unit cell are associated with other $Cs^{+}$ ions on a single threefold axis to form the linear cationic cluster $(Cs_4)^{3+}$. By blocking 8-rings, the $Cs^{+}$ ions may have prevented silver atoms from migrating out of the structure. The Ag atoms are likely to have formed hexasilver clusters at the centers of the large cavities. Each hexasilver cluster is stabilized by coordination to 14 $Cs^{+}$ ions.

$Ag^{+}$ 이온과 $Ca^{2+}$ 이온으로 치환된 제올라이트 $A(Ag_{12-2x}Ca_{x}-A$, x=2 및 3)$를 탈수하고 $250^{\circ}C$, 0.15torr의 Cs 증기로 처리한 결정구조를 X-선 단결정 회절법으로 입방공간군 Pm{\bar\3m(a=12.344(2){\AA}$/ 과 12.304(2) $\AA$)을 사용하여 해석하였다. 이들 구조에서 최종 오차인자 값 Rw는 I > $3\sigma(I)$인 180 및 179개의 반사를 이용하여 0.091 및 0.093까지 정밀화시켰다. 이들 구조에서 Cs종은 네 개의 서로 다른 결정학적 자리에 위치하였다. 단위세포당 세 개의 $Cs^{+}$ 이온은 8-링 중심에 위치하여, 6.81~7.14개의 $Cs^{+}$이온은 큰 동공내의 3회 회전축상 6-링상에 위치하고, 1.83~2.03개의 $Cs^{+}$ 이온은 소다라이트 동공내의 3회 회전축상에 위치하고, 0.66~0.71개의 $Cs^{+}$이온은 4-링에 위치하였다. 또한 4.12~4.27개의 Ag 원자는 큰 동공 중심 가까이에 위치하였다. 이들 구조에서 단위세포내에 과잉으로 흡착된 Cs원자들은 3회 회전축상 위에 놓여 있는 $Cs^{+}$이온과 결합하여 선형의 $(Cs_4)^{3+}$ 클라스터를 형성하고 있었다. 또 $Cs^+$ 이온이 8-링을 차지하고 있어서 은 원자가 구조 밖으로 나오지 못하게 막고 있었다. 이들 원자는 큰 동공 중심에서 hexasilver 클라스터를 형성하고 있었으며, 14개의 $Cs^{+}$ 이온과 배위하여 안정화되어 있었다.

Keywords

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