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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 45, Number 3
JKCSEZ 45(3)
June 20, 2001 

 
Title
Synthesis, Structure, and Magnetic Properties of One-Dimensional Thiophosphates, A2NiP2S6 (A=Rb, Cs)

1차원 구조를 갖는 Thiophosphates, A2NiP2S6 (A=Rb, Cs)의 합성, 구조 및 자기적 성질
Author
Yongkwan Dong, Kunsoo Lee, Hoseop Yun, Nam-Hwi Hur

동용관, 이건수, 윤호섭, 허남회
Keywords
Abstract
사성분계 thiophosphates, A2NiP2S6(A=Rb, Cs)를 halide fluxes 법으로 합성하였으며 단결정 X-ray 회절방법으로 결정 구조를 해석하였다. 이 화합물들을 C2h5-P21/n 의 공간군을 가지며, Rb2NiP2S6의 경우 a=5.960(2), b=12.323(4), c=7.491(3)Å, β=97.05(3)°, V=546.0(3)Å3이고 Cs2NiP2S6의 경우 a=5.957(4),b=12.696(7), c=7.679(4)Å, β=93.60(5)°, V=579.7(5)Å3인 격자상수를 갖는다. 이 두화합물은 동일한 결정 구조를 갖는다. 이들의 구조는 결정학적인 a축을 따라 성장한 1차원적인 무한사슬 1[NiP2S62-]로 구성되어 있으며 이 사슬들은 알칼리 금속과의 정전기적 인력을 통하여 안정화 되어있다. Ni원자는 6개의 S원자에 의해 팔면체 배위를 하고 있고, NiS6팔면체는 [P2S64-] 음이온 3개의 μ-S 원자들에 의해 연결되어 무한 1차원적인 사슬을 형성한다. Cs2NiP2S6에 대한 자화율 측정결과 Neel temperature(TN)에 상응하는 8K 이하에서 superexchange를 통한 반자기성 magnetic coupling을 발견하였다. TN이상의 온도에서는 Curie-Weiss법칙을 따른다. 자기 모멘트, C(Curie), 그리고 θ(Weiss Constant)는 각각 2.77 B.M., 0.9593K, 그리고 -19.02K 이다. 측정 결과로부터 얻은 유효 자기 모멘트는 spin-only Ni2+ d8(2.83 B.M.)계의 결과와 일치한다.

The quaternary thiophosphates, A2NiP2S6 (A=Rb, Cs), have been synthesized with halide fluxes and structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction technique. These compounds crystallize in the space group C2h5-P21/n of the monoclinic system with two formula units in a cell of dimensions a=5.960(2), b=12.323(4), c=7.491(3)Å, β=97.05(3)°, and V=546.0(3)Å3 for Rb2NiP2S6 and a=5.957(4), b=12.696(7), c=7.679(4)Å, b=93.60(5)°, and V=579.7(5)Å3 for Cs2NiP2S6. These compounds are isostructural. The structure of Cs2NiP2S6 is made up of one-dimensional 1[NiP2S62-] chains along the a axis and these chains are isolated by Cs+ ions. The Ni atom is octahedrally coordinated by six S atoms. These NiS6 octahedral units are linked by sharing three m-S atoms of the [P2S64-] anions to form the infinite one-dimensional 1[NiP2S62-] chain. For Cs2NiP2S6, the magnetic susceptibility reveals an antiferromagnetic exchange interaction below 8K,which corresponds to the Neel temperature (TN). Above TN, this compound obeys Curie-Weiss law. The magnetic moment, C, and θfor Cs2NiP2S6 are 2.77 B.M., 0.9593 K, and -19.02 K, respectively. The effective magnetic moment obtained from the magnetic data is agreed with the spin-only value of Ni2+d8(2.83 B.M.) system.

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