Гексагидроксоплюмбат натрия Na2[Pb(OH)6]: синтез, строение и свойства

Взаимодействием диоксида свинца, гидроксида натрия и воды синтезирован гексагидроксоплюмбат натрия состава Na2[Pb(OH)6] в виде монокристаллов размером до 2.0 мм. Соединение идентифицировано комплексом методов анализа: химический, кристаллооптический, рентгенофазовый анализ, ИК спектро-скопия поглощения, термогравиметрия, измерена пикнометрическая плотность 3.92 г/см3. Na2[Pb(OH)6] кристаллизуется в виде прозрачных, бесцветных кристаллов, анизотропных, одноосных и оптически положительных, средний показатель преломления 1.684±0.005. Рентгенограмма проиндицирована в гексагональной сингонии с параметрами: а = 6.020±0.009 Å; с = 14.22±0.02 Å; V = 446 Å3. Рентгенострук-турным анализом монокристалла найдено: а = 6.0361±0.0005 Å, с = 14.253±0.002 Å, V = 449.72±0.09 Å 3 с тремя формульными единицами в элементарной ячейке, пространственная группа R. Основой кристаллической структуры являются практически правильные свинец-кислородные октаэдры и катионы натрия Na+, располагающиеся таким образом, что атомы кислорода вокруг каждого из них также образуют октаэдр. Натрий-кислородные октаэдры искажены - два кристаллографически различных атома натрия локализованы в октаэдры с расстояниями Na-O 2.419(11) Å в одном и 2.423(11) Å в другом. Свинец-кислородные октаэдры характеризуются шестью одинаковыми расстояниями Pb-O, равными 2.165(10) Å, и валентными углами O-Pb-O* 93.3(4)о и O*-Pb-O** 86.7(4)о. Свинец- и натрий-кислородные октаэдры образуют бесконечные слои, вытянутые вдоль оси Z. Длина связи О-Н в гидроксильной группе составляет 0.85 Å. Вектор связи О-Н перпендикулярен плоскости свинец-натрий-кислородного слоя. Таким образом, слои взаимодействуют друг с другом посредством водородных связей, причем одна и та же группа ОН выступает в качестве донора и акцептора атома водорода. Термолиз Na2[Pb(OH)6] протекает в температурном интервале 140-570 оC в две стадии, согласно схеме: 2Na2[Pb(OH)6] → Na2Pb2O5+2NaОН → 2Na2PbO3. В результате образуется β-модификация Na2PbO3. Это соединение также термически не устойчиво и при 890 оС разлагается с отщеплением кислорода.

Sodium tetrahydroxoplumbate Na2[Pb(OH)6]: synthesis, structure, and properties

By the interaction of lead dioxide, sodium hydroxide and water, sodium tetrahydroxoplumbate(IV) of the composition Na2[Pb(OH)6] was isolated in the form of single crystals sized up to 2.0 mm. The compound was identified by a set of methods: chemical analysis, optical analysis, X-ray powder analysis, X-ray single crystal analysis, IR spectroscopy, thermogravimetric analysis. The picnometric density was measured as 3.92 g/cm3. Na2[Pb(OH)6] crystallizes as transparent colorless anisotropic single axis and optically positive crystals. Mean transmittance coefficient 1.684±0.005. The X-ray gramme was indecied as a hexagonal symmetry with the call parameters: а = 6.020±0.09 Å; с = 14.22±0.02 Å; V = 446 Å3. The corresponding parameters found by the X-ray single crystal analysis were detected as following: а = 6.0361±0.0005 Å, с = 14.253±0.002 Å, V = 449.72±0.09 Å3 with three molecules in a unit sell; space group R. The base of the crystal structure are almost regular lead-oxygen octahedra and sodium cations which are posed in the way that oxygen atoms also form an octahedron around each Na+ species. Sodium-oxygen octahedra are distorted. Two crystallographically unequivalent sodium atoms are localized in the octahedra with the different interatomic Na-O distances: 2.419(11) Å and 2.423(11) Å, respectively. Lead-oxygen octahedra are characterized by the six same Pb-O distances (2.165(10) Å, and valence angles O-Pb-O* 93.3(4)о and O*-Pb-O** 86.7(4)о. The lead- and sodium-oxygen octahedra form unlimited layers along the Z-axis. The О-Н bond length in the hydroxyl-group equals 0.85 Å. The О-Н bond vector is perpendicular to the plane of the lead-sodium-oxygen layer. Thus, the layers interact with each other through the hydrogen bonds in the way that each OH group acts both as hydrogen donor and hydrogen acceptor. The thermolysis of Na2[Pb(OH)6] proceeds in the temperature interval from 140 to 570 ºC in two stages according to the scheme: 2Na2[Pb(OH)6] → Na2Pb2O5 + 2NaОН → 2Na2PbO3. As a result, the -Na2PbO3 modification is formed. The mentioned compound is also thermically unstable, and decomposes at 890 оС with the release of oxygen.