Новые бессвинцовые гибридные галогенметаллаты с биоктаэдрическими анионами, синтезированные с использованием темплатной функции гомопиперазина

Синтезированы новые органо-неорганические гибридные галогенметаллаты общей формулы (HpipeH₂)[M₂X₁₀]•2H₂O, где М = Sb, Bi; X = Br, I; Hpipe - гомопиперазин (С₅N₂H₁₂). Установлены кристаллические структуры трех новых соединений α-(HpipeH₂)₂[Sb₂I₁₀]•2H₂O (1), β-(HpipeH₂)₂[Sb₂I₁₀]•2H₂O (2) и (HpipeH₂)₂[Bi₂Br₁₀]•2H₂O (3), которые проанализированы в сравнении с ранее синтезированным аналогом (HpipeH₂)₂[Bi₂I₁₀]•2H₂O (4). Все четыре соединения имеют близкие кристаллические структуры, в которых неорганические биоктаэдрические анионы [М₂Х₁₀]^4- чередуются с органическими катионами (HpipeH₂)²⁺ и молекулами воды, формируя 3D-системы, основанные на водородных связях (N)H···Х, (N)H···O и (O)H···X. Во всех структурах катион (HpipeH₂)²⁺ выполняет одинаковую темплатную функцию, формируя три водородные связи (N)H···Х с атомами галогена неорганического аниона и одну связь (N)H···O с молекулой воды. При переходе от Bi к Sb и от I к Br ширина запрещенной зоны закономерно увеличивается, достигая 2.89 эВ для соединения 3.

New organic-inorganic hybrid halometallates of the general formula (HpipeH₂)[M2X10]•2H2O, where М = Sb, Bi; X = Br, I; Hpipe is homopiperazine (С5N2H12), were synthesized. The crystal structures of three new compounds, α-(HpipeH₂)₂[Sb₂I₁₀]•2H₂O (1), β-(HpipeH₂)₂[Sb₂I₁₀]•2H₂O (2), and (HpipeH₂)₂[Bi₂Br₁₀]•2H₂O (3), were determined and analyzed in comparison with the previously synthesized analog (HpipeH₂)₂[Bi₂I₁₀]•2H₂O (4). All four compounds have similar crystal structures, in which inorganic dioctahedral [М₂Х₁₀]^4- anions alternate with organic (HpipeH₂)²⁺ cations and water molecules to form 3D systems based on (N)H···Х, (N)H···O, and (O)H···X hydrogen bonds. In all structures, the (HpipeH₂)²⁺ cation serves the same template function, forming three (N)H···Х hydrogen bonds with halogen atoms of the inorganic anion and one (N)H···O bond with a water molecule. In going from Sb to Bi and from I to Br, the band gap width increases and reaches 2.89 eV for compound 3.