Анотація до роботи:

Азарська О.А. Взаємодія Літію з Тi, V та Sn, Pb, Sb і Bi. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.01 – неорганічна хімія. – Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, 2008.

Методами рентгенівської дифракції та, в окремих випадках, мікроструктурного і локального рентгеноспектрального аналізів побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану систем Li-{Тi, V}-{Sn, Pb, Sb, Bi} при 200С в повному концентраційному інтервалі. У системах виявлено існування 16 нових тернарних сполук, для 14 з них визначена кристалічна структура. Розшифровано і описано новий структурний тип Li_1,25Ti₂Sb. Методом порошку визначена кристалічна структура тернарних станідів Літію Li₁₁V_2+хSn_5-х та Li_11-хTi_2+х+ySn_5-y (надструктура до Li₁₃Sn₅). На основі структурних досліджень встановлено, що з 16 сполук, які утворюються в досліджених системах, 8 кристалізуються у структурних типах фаз Гейслера або споріднених до них. За графіками зміни параметрів елементарних комірок встановлено межі твердих розчинів заміщення на основі 34 бінарних інтерметалідів, твердих розчинів заміщення-включення на основі 4 бінарних інтерметалідів та область гомогенності для тернарного станіду Літію Li_xTi₅Sn_4-x – похідної включення до бінарного інтерметаліду.

Проаналізовано розподіл тернарних сполук у системах Li-T-X (T – перехідний метал, X – р-елемент IV та V груп) та залежність реалізації невпорядкованих споріднених структур CaF₂ та BiF₃ і їх впорядкованих похідних від різниці радіусів та електронегативностей елементів, а також від співвідношення радіусів.

1. Методами рентгенофазового, мікроструктурного, локального рентгеноспектрального і рентгеноструктурного аналізів вперше досліджено особливості взаємодії Літію з Тi, V та Sn, Pb, Sb i Bi, та побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану систем Li-{Тi, V}-{Sn, Pb, Sb, Bi} при 200С в повному концентраційному інтервалі.

2. З використанням методів порошку та монокристалу у цих системах виявлено існування 16 нових тернарних сполук. Кристалічна структура визначена для
   14 інтерметалідів, які кристалізуються у восьми структурних типах – BiF₃, CuHg₂Ti, MgAgAs, Ti₅Ga₄, FeSb₂, W₅Si₃, Li₁₃Sn₅ та Li_1,25Ti₂Sb, два з яких є новими.

3. Встановлено, що тернарна сполука Li_1,25Ti₂Sb кристалізується у власному структурному типі (ПГ P4₂/mnm, а=0,6267(1) нм, с=0,6559(1) нм). Кристалічна структура цієї сполуки була визначена методом монокристалу, її можна розглядати як структуру включення від CoGa₃, де додаткове положення 2a частково заповнюють атоми Li. У структурному типі Li₁₃Sn₅ (ПГ P-3m1) кристалізуються сполуки Li₁₁V_2+хSn_5-х (а=0,4708(1) нм, с=1,7100(2) нм) та Li_11-хTi_2+х+ySn_5-y (а=0,4706(3) нм, с=1,7129(1) нм), де атоми Ti (V) займають окреме положення 2d і утворюють статистичну суміш з атомами Li та Sn в їх позиціях.

4. На основі структурних досліджень встановлено, що з 16 сполук, які утворюються в досліджених системах, 8 кристалізуються у структурних типах фаз Гейслера або споріднених до них. Сполуки LiV₂Sn, LiTiSn, LiV₂Pb i LiTi₂Pb кристалізуються у структурному типі BiF₃, всі сполуки мають область гомогенності та співвідношення компонентів 1:2:1 (за вийнятком LiTiSn). Сполуки Li₂TiBi, LiVBi, LiTiSb та LiVSb мають точковий склад і впорядковану структуру: Li₂TiBi належить до фаз Гейслера (MnCu₂Al та CuHg₂Ti – впорядковані похідні до структури BiF₃), сполуки LiVSb, LiTiSb та LiVBi кристалізуються у структурному типі MgAgAs – впорядкований варіант структури CaF₂.

5. Виявлено, що більшість твердих розчинів на основі бінарних інтерметалідів систем Li-{Sn, Pb, Sb, Bi} та {Ti, V}-{Sn, Pb, Sb, Bi} утворюються шляхом часткового взаємного заміщення атомів Li i Ti(V). Утворення твердих розчинів на основі бінарних сполук Ti₂Sn₃, Ti₆Pb_4,8, Ti₂Sb_1-x та Ti₂Ві відбувається одночасно за двома механізмами: заміщення атомів Ti атомами Li та включення атомів Li в пустоти. В досліджених системах не утворюються протяжні тверді розчини на основі бінарних інтерметалідів складу Т₅Х₃ (СТ Mn₅Si₃). Тернарна сполука Li_xTi₅Sn_4-x (x=0,651,18) кристалізується у структурному типі Ti₅Ga₄ та є похідною включення структурного типу Mn₅Si₃.

6. На основі літературних та одержаних експериментальних даних проаналізовано вплив деяких факторів на взаємодію компонентів у системах Li-T-X (T – перехідний метал, X – р-елемент IV та V груп), а саме розмірного, електрохімічного та термодинамічного факторів на кількість тернарних сполук в системах, їх склад та структуру. В системах Li-T-X’ більшість сполук утворюється при співвідношенні Т:X як 1:1 (або ~1:1), де змінюється тільки вміст Li та вздовж ізоконцентрати 50 ат.% перехідного металу. Найбільш поширені тернарні сполуки зі співвідношенням Li, перехідного металу та Х-компонента 1:2:1, 2:1:1 та 1:1:1.

7. Встановлено залежність реалізації невпорядкованих споріднених структур CaF₂ i BiF₃ та їх впорядкованих похідних від різниці радіусів атомів і електронегативностей елементів, а також від відношення радіусів. Невпорядковані структури утворюються при незначній різниці атомних радіусів (співвідношення радіусів, близьке до 1) та значній різниці електронегативностей компонентів. Із збільшенням відмінностей в розмірах атомів та зменшенням різниці електронегативностей компонентів реалізуються їх впорядковані похідні.