DOI: 10.1002/zaac.200700477
Das Lanthaniodidethanid o-La5I9(C2) ؊ Die orthorhombische
Hochtemperaturmodifikation
The Lanthanumiodideethanide o-La5I9(C2) Ϫ The Orthorhombic High
Temperature Modification
Hansjürgen Mattausch*, Constantin Hoch und Arndt Simon
Stuttgart, Max-Planck-Institut für Festkörperforschung
Bei der Redaktion eingegangen am 16. Oktober 2007.
Abstract. o-La5I9(C2) is synthesized by reaction of LaI3,
La metal and graphite powder in sealed Ta containers at
850 °C < T < 900 °C. It crystallizes in the orthorhombic space
trigonal bipyramids centered by C2 groups. These units are connec-
ted by iodine atoms above the faces (f), edges (e) and corners ac-
cording to La5(C2)I(f)iI(e)iϪi2/2I(e)iϪa7/2I(e)aϪi7/2. The C-C distance
in the C2 unit is 1.45(2) A. The crystals with greenish luster are
moisture sensitive.
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group Pbca with a ϭ 8.0247(16) A, b ϭ 16.887(3) A, c ϭ
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35.886(7) A. o-Ce5I9(C2) is isotypic with the lattice parameters
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a ϭ 7.9284(4) A, b ϭ 16.714(1) A, c ϭ 35.530(3) A. o-La5I9(C2)
transforms at 800 °C to the triclinic low temperature modification
t-La5I9(C2). The transformation is reversible. The La atoms form
Keywords: Lanthanum; Iodide; Ethanide; Crystal Structure; Phase
Transformation
Einleitung
peraturform von La5I9(C2) herausstellte. Wir beschreiben
die Synthese, das thermische Verhalten und die Kristall-
struktur der neuen Modifikation.
Bei Halogenidcarbiden von Seltenerdmetallen LnXn<2Cy
beobachtet man sowohl isolierte Kohlenstoffatome wie
auch C2-Moleküle. Die von Seltenerdmetallen (Ln) gebil-
dete Umgebung der C2-Gruppen kann oktaedrisch oder
trigonal bipyramidal sein [1Ϫ4]. Bei trigonal bipyramidaler
Anordnung treten die Ln-Polyeder stets als isolierte
Baugruppen auf. Bislang kennt man neben den ternären
Verbindungen Ln5X9(C2) (X ϭ Cl) [5], (X ϭ I) [6] auch die
quaternären Vertreter MLn5Cl10(C2) (M ϭ K, Rb) [7]. In
La5Cl9(C2) sind sieben, in MLn5Cl10(C2) neun Kanten der
Bipyramiden durch Chloratome überbrückt. Zusätzlich
sind noch zwölf terminale Chlorliganden vorhanden. Alle
Chloratome verknüpfen benachbarte Baueinheiten wie
auch in La5I9(C2). Allerdings überbrücken hier die Iod-
atome neben sieben Kanten eine Fläche der Bipyramide.
Dies führt letztendlich bei Chloriden und Iodiden zu unter-
schiedlicher Packung der pyramidalen Baueinheiten [6]. Die
Experimentelles
Ausgangsstoffe und Präparation
Als Ausgangsstoffe wurden sublimiertes Lanthanmetall, (99.99 %;
Fa. Alfa-A. Johnson Matthey Company), LaI3 und Graphitpulver
(99.95 %; Fa. Aldrich) verwendet. La wurde vor der Reaktion me-
chanisch zerkleinert. LaI3 wurde aus La und I2 dargestellt [8, 9]
und durch Destillation in Ta-Gefäßen [10] gereinigt. Graphit wurde
bei 1050 °C im Hochvakuum (<10Ϫ5 Torr) ausgeheizt. Sämtliche
Edukte und Produkte wurden in einem Handschuhkasten (Fa.
M. Braun) gehandhabt und unter gereinigtem Argon in Schlenk-
Gefäßen aufbewahrt.
Die Reaktion erfolgte in Tantalkapseln, die unter Argon gasdicht
zugeschweißt und zum Schutz gegen Oxidation in Quarzglas-
ampullen eingeschmolzen waren. o-La5I9(C2) entstand phasenrein
durch mehrtägiges Tempern eines stöchiometrischen Gemenges
(185 mg La, 1039 mg LaI3, 16 mg C) im Temperaturbereich 850 °C
< T < 900 °C. Nach der Reaktion wurden die Ampullen in Eiswas-
ser abgeschreckt. Die zur Strukturuntersuchung verwendeten Ein-
kristalle entstammten einem früheren Ansatz mit der nominellen
Zusammensetzung La6I10C2 (111 mg La, 520 mg LaI3, 1 mg C;
12d, 900 °C). Die Probe enthielt ca. 40 % o-La5I9(C2), 40 %
La7I12C und 20 % La2I2(C2). Die Kristalle bilden Quader mit grün-
metallischem Glanz. Sie sind luft- und feuchtigkeitsempfindlich.
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C-C-Abstände in den C2-Gruppen betragen 1.45 A Ϫ
1.51 A. Dies spricht für das Vorliegen eines C26Ϫ-Ethanid-
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anions.
Bei Untersuchungen im Bereich La5I9C2 Ϫ La6I10C2 er-
hielten wir eine neue Verbindung, die sich als die Hochtem-
* Dr. Hj. Mattausch
Max-Planck-Institut für Festkörperforschung
Heisenbergstr. 1
D-70569 Stuttgart
Fax: ϩ49 711 689 1091
Zur Untersuchung der Umwandlung der triklinen (t-La5I9(C2)) in
die orthorhombische (o-La5I9(C2)) Modifikation wurden zunächst
beide Sorten phasenrein dargestellt: Die zu Pillen (d ϭ 8 mm) ge-
E-Mail: Hj.Mattausch@fkf.mpg.de
Z. Anorg. Allg. Chem. 2008, 634, 641Ϫ645
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