КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 18-73-10040
НазваниеГалогенидные и полигалогенидные комплексы пост- и позднепереходных металлов: от структурного разнообразния - к функциональным свойствам
Руководитель Адонин Сергей Александрович, Доктор химических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им. А.В.Николаева Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл
Конкурс №30 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-201 - Синтез, строение и реакционная способность неорганических соединений
Ключевые слова висмут, сурьма, теллур, постпереходные элементы, галогеновая связь, полигалогениды, супрамолекулярная химия, оптические свойства
Код ГРНТИ31.17.29
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Хотя галогенидные комплексы пост – и позднепереходных металлов известны уже более 100 лет, интерес исследователей к этой области сохраняется по сей день – даже наиболее грубая оценка (запрос “Halide complexes” в Scopus) говорит о сотнях статей в год. Во многом это обусловлено тем, что соединения данного класса проявляют ряд физических свойств, делающих их привлекательными с точки зрения потенциального применения при разработке новых материалов: сегнетоэлектричество и сегнетоэластичность, термохромизм, фотохромизм и др.
В последние годы наблюдается резкий рост интереса к йодидным комплексам, которые рассматриваются как перспективные светопоглощающие компоненты солнечных батарей так называемого перовскитного типа. Несмотря на то, что до последнего времени большинство публикаций было посвящено устройствам на основе йодоплюмбатов, в особенности, так называемого MAPI (methylammonium lead iodide, CH3NH3[PbI3] – около 250 статей с упоминанием этого соединения только в 2017!), все чаще – особенно в течение последних двух лет - появляются работы, в которых изучаются свойства иных йодометаллатов, в том числе Sb, Sn, Bi и т.д (см. напр. A.M. Ganose et al., Chem. Commun. 2017, 53, 20).
С фундаментальной точки зрения, одной из серьезных (и до сих пор нерешенных) проблем химии соединений данного класса является поиск корреляций между условиями их синтеза и строением образующегося в ходе реакции анионного комплекса. Считается, что в растворе существуют мономерные формы [MXn]m-, конденсация которых происходит при выделении в твердую фазу. Образующиеся полиядерные фрагменты отличаются необычайным разнообразием состава и структурных типов: в зависимости от центрального атома, нуклеарность дискретных анионов может варьироваться в пределах от 2 до 8 для Bi(III); возможно также образование полимерных анионов различного строения и разной размерности (см. S.A. Adonin et al., Coord. Chem. Rev. 2016, 312, 1). Выше отмечалось, что состав продуктов, как правило, мало зависит от изначального соотношения реагентов. Природа растворителя и, в особенности, катиона могут играть ключевую роль в процессе синтеза, но универсальные закономерности, позволяющие предсказать результат таких реакций, до сих пор не найдены. В силу этого, получение и анализ данных о синтезе и структуре галогенидных комплексов, а также поиск корреляций между структурой образующихся соединений и их наиболее ценными физико-химическими свойствами являются актуальной задачей, имеющей не только фундаментальное, но и важное прикладное значение, поскольку это открывает возможности для применения широкого спектра данных соединений в разработке новых материалов для солнечной энергетики и микроэлектроники.
Вторая проблема (имеющая непосредственное отношение к первой), связана с химией полигалогенидных комплексов. В 2016 году назад нами было впервые показано, что реакции типа [MX6]- + cationX + X2, где X2 = дигалоген (Br2, I2), проводимые в растворах галогенводородных кислот, могут приводить к образованию устойчивых соединений, в которых полигалогенидные фрагменты оказываются «пойманными» в твердой фазе, взаимодействуя с галогенидными лигандами посредством галогеновой связи. На данный момент химия полигалогенидных комплексов изучена крайне неравномерно и данные имеют спорадический характер. Общие подходы к синтезу таких соединений не разработаны; в большинстве (по нашим оценкам, до 90%) случаев описанные комплексы были получены случайно. Спектральные данные (КР-спектроскопия, спектры диффузного отражения) и данные о термической стабильности были получены лишь для небольшого числа полигалогенидных комплексов, и их анализ не позволяет разработать подходы, которые позволили бы прогнозировать и получать соединения со свойствами, востребованными с точки зрения материаловедения.
Таким образом, систематическое изучение возможности синтеза полигалогенидных комплексов для широкого круга пост- и позднепереходных металлов представляется важным с точки зрения развития координационной химии в целом. С прикладной точки зрения особый интерес вызывают комплексы, содержащие полийодидные фрагменты: немногочисленные примеры подобных соединений обладают оптическими свойствами (малая ширина запрещенной зоны), идеально подходящими для создания компонентов солнечных батарей. Согласно литературным данным, работы в этом направлении интенсивно ведутся в течение последнего года; таким образом, получение новых полийодидных комплексов, изучение их свойств и разработка подходов направленного синтеза может послужить основой для создания новых компонентов фотовольтатических устройств. С теоретической точки зрения также интересны возможности стабилизации полихлоридных фрагментов и вовлечения в галогеновые связи фторокомплексов.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ