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Struktur und Dynamik Poster: Mi., 14:00–16:30 M-P151
Fehlordnung von C2-Hanteln in der Hochtemperaturmodifikation von K2C2
Uwe Ruschewitz 1 , Winfried Kockelmann 2 , Bodo Zibrowius 3
1 Institut für Anorganische Chemie, Universität zu Köln, Greinstraße 6, D-50939 Köln
– 2 Rutherford Appleton Laboratory, ISIS Facility, Chilton, OX11 0QX, UK – 3 Max-
Planck-Institut für Kohlenforschung, Kaiser-Wilhelm-Platz 1, D-45470 Mülheim an der
Ruhr
Von den meisten Alkali- und Erdalkalimetallacetyliden (A I 2C2 mit A I = Li, Na, K und
A II C2 mit A II = Ca, Sr, Ba) sind kubische Hochtemperaturmodifikationen bekannt,
die durch fehlgeordnete C2-Hanteln charakterisiert sind. Über die Natur der Fehlordnung
gab es jedoch bislang nur wenige Informationen. Kürzlich konnten wir für K2C2
mit Hilfe der 13 C-Festkörper-NMR-Spektroskopie zeigen, dass eine dynamische Fehlordnung
mit einer Zeitkonstante deutlich kleiner als 4·10 −6 s vorliegt [1]. Um die Natur
dieser dynamischen Fehlordnung detaillierter zu untersuchen, wurden Neutronenbeugungsexperimente
am ROTAX-Diffraktometer (ISIS/RAL, UK) an K2C2 und isotypem
Na2C2 bei verschiedenen Temperaturen oberhalb der Phasenumwandlungstemperatur
durchgeführt. Es sind zwei grundlegende Modelle denkbar: das Pauling-Modell mit einer
freien Rotation der C2-Hanteln um ihren Schwerpunkt und das Frenkel-Modell mit
Austauschprozessen zwischen verschiedenen Lagen, die in der kubischen Symmetrie
zulässig sind. Rietveld-Verfeinerungen ergeben sowohl für Na2C2 als auch für K2C2
eine bessere Anpassung für das Frenkel-Modell. Dabei wurden die besten Verfeinerungsergebnisse
für Austauschprozesse zwischen Lagen gefunden (s. Abb. 1), bei denen
die C2-Hanteln auf die Flächen des Würfels der umgebenden Alkalimetallionen zeigen
(Orientierung entlang [100]).
[1] B. Zibrowius et al., Phys. Chem. Chem. Phys. 6 (2004) 5237.
Abb. 1: Mögliche Modelle für
die dynamische Fehlordnung
von C2-Hanteln in HT-K2C2.