Влияние влажности на протонную проводимость полисурьмяной кристаллической кислоты
9

Цепочки из октаэдров образуют туннели с большими полостями тетраэдрической симметрии. Каждая элементарная ячейка содержит четыре полости. Окна в полостях образованы гексагонами из атомов кислорода, средняя плоскость которых попеременно параллельна плоскостям (111) и (111) (см. рис. 1). Туннели в структуре ПСКК формируют искажённые
гексагональные сетки, которые параллельны всем направлениям типа <110> кристалла. Атомы, не входящие в каркас (А и О') в соединениях со структурой идеального пирохлора, занимают 16d-позиции (в центре окон) и 8b-позиции (центры полостей) соответственно, а в соединениях со структурой дефектного пирохлора эти атомы могут смещаться в 32e- или 96h-позиции [277].

Из сопоставления структурных формул идеального пирохлора и Р1 фазы (H16Sb16O48*8H2O) можно предположить, что молекулы воды располагаются в полостях, занимая 8b-позиции, и образуют сетку водородных связей с атомами кислорода, расположенными в 48f-позициях. Протоны в Р1-фазе, которые компенсируют отрицательный заряд каркаса, по данным ЯМР, при температурах выше 210 К обладают трансляционной диффузионной подвижностью, которая, по-видимому, реализуется по системе водородных связей [21].

При более низких температурах, как следует из данных нейтронографии [278], они статистически локализуются около молекул воды и анионов кислорода в 32с- и 96h- позициях соответственно, образуя при этом ионы оксония и относительно изолированные протоны. Соотношение H3O+/H2O изменяется антибатно с ростом температуры, о чём свидетельствует уменьшение третьей компоненты спектра ЯМР и увеличение интенсивности узкого бесструктурного максимума (рис. 1.7-1.8). Реакция равновесия (l) объясняет механизм обмена между протонами ОН -каркаса и молекулами Н2О, расположенными в полостях.

По данным ЯМР - исследований, в образцах ПСКК состава Sb2О5*nH20 с ростом n в интервале 2 ≤n ≤3 при общем одинаковом количестве од