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Compuestos de aniones mixtos

Los compuestos de aniones mixtos , materiales heteroaniónicos o materiales de aniones mixtos son compuestos químicos que contienen cationes y más de un tipo de anión . Los compuestos contienen una sola fase, en lugar de solo una mezcla. [1] [2]

Uso en ciencia de materiales

Al tener más de un anión, se pueden crear muchos más compuestos y ajustar las propiedades a valores deseables. [3] En términos de óptica, las propiedades incluyen fosforescencia , fotocatálisis , [4] umbral de daño láser, índice de refracción , birrefringencia , absorción particularmente en el ultravioleta o infrarrojo cercano , no linealidad . [5] Las propiedades mecánicas pueden incluir la capacidad de hacer crecer un cristal grande, la capacidad de formar una capa delgada, resistencia o fragilidad.

Las propiedades térmicas pueden incluir el punto de fusión , la estabilidad térmica , las temperaturas de transición de fase y el coeficiente de expansión térmica .

Para propiedades eléctricas, se pueden ajustar la conductividad eléctrica, la banda prohibida , la temperatura de transición superconductora , la piezoelectricidad, la piroelectricidad , el ferromagnetismo , la constante dieléctrica y la transición de onda de densidad de carga .

Producción

Muchos de los no metales que podrían formar compuestos de aniones mixtos pueden tener volatilidades muy variables. Esto hace que sea más difícil combinar los elementos. Los compuestos pueden producirse en una reacción en estado sólido, calentando sólidos juntos, ya sea en vacío o en un gas. Los gases comunes utilizados incluyen oxígeno, hidrógeno, amoníaco, cloro, flúor, sulfuro de hidrógeno o disulfuro de carbono. Los enfoques químicos suaves para la fabricación incluyen la síntesis solvotermal o la sustitución de átomos en una estructura por otros, incluido el agua, el oxígeno, el flúor o el nitrógeno. Se pueden usar bolsas de teflón para separar diferentes formulaciones. Los depósitos de película delgada pueden producir capas tensas. Se pueden usar altas presiones para evitar la evaporación de volátiles. La alta presión puede dar como resultado diferentes formas cristalinas, tal vez con un mayor número de coordinación . [1]

Tipos

Elemental

Aniones moleculares

Oxianiones

Fluoroaniones

Valencia mixtay oligómeros

Algunos elementos pueden formar varios tipos de aniones y pueden existir compuestos con más de uno. Entre los ejemplos se incluyen los yodatos, los peryodatos, los sulfitos , los sulfatos, los selenitos , los teluritos , los nitratos, los nitritos , los fosfitos, los fosfatos y los arsenitos .

Estos tipos también incluyen diferentes formas oligoméricas como fosfatos o fluorotitanatos, como [Ti 4 F 20 ] 4- y [TiF 5 ] − . [11]

Orgánico

Referencias

  1. ^ ab Kageyama, Hiroshi; Hayashi, Katsuro; Maeda, Kazuhiko; Attfield, J. Paul; Hiroi, Zenji; Rondinelli, James M.; Poeppelmeier, Kenneth R. (22 de febrero de 2018). "Expansión de las fronteras en la química y la física de materiales con múltiples aniones". Nature Communications . 9 (1): 772. Bibcode :2018NatCo...9..772K. doi : 10.1038/s41467-018-02838-4 . PMC  5823932 . PMID  29472526.
  2. ^ Kageyama, Hiroshi; Ogino, Hiraku; Hasegawa, Tetsuya (26 de junio de 2023). Compuestos aniónicos mixtos . Royal Society of Chemistry. ISBN 978-1839165122.
  3. ^ Takeiri, Fumitaka; Kageyama, Hiroshi (15 de diciembre de 2018). "Compuestos de aniones mixtos: una nueva tendencia en la química del estado sólido". Nihon Kessho Gakkaishi . 60 (5–6): 240–245. Código Bib : 2018NKG....60..240T. doi : 10.5940/jcrsj.60.240 .
  4. ^ Maeda, Kazuhiko; Takeiri, Fumitaka; Kobayashi, Genki; Matsuishi, Satoru; Ogino, Hiraku; Ida, Shintaro; Mori, Takao; Uchimoto, Yoshiharu; Tanabe, Setsuhisa; Hasegawa, Tetsuya; Imanaka, Nobuhito; Kageyama, Hiroshi (15 de enero de 2022). "Progresos recientes en materiales de aniones mixtos para aplicaciones energéticas". Boletín de la Sociedad Química de Japón . 95 (1): 26–37. doi : 10.1246/bcsj.20210351 . S2CID  244141502.
  5. ^ Li, Yan-Yan; Wang, Wen-Jing; Wang, Hui; Lin, Hua; Wu, Li-Ming (7 de junio de 2019). "Compuestos inorgánicos de aniones mixtos: un candidato favorable para materiales ópticos no lineales infrarrojos". Crecimiento y diseño de cristales . 19 (7): 4172–4192. doi :10.1021/acs.cgd.9b00358. S2CID  197213596.
  6. ^ ab Xiao, Jin-Rong; Yang, Si-Han; Feng, Fang; Xue, Huai-Guo; Guo, Sheng-Ping (septiembre de 2017). "Una revisión de la química estructural y las propiedades físicas de los haluros de calcogenuros metálicos". Coordination Chemistry Reviews . 347 : 23–47. doi : 10.1016/j.ccr.2017.06.010 .
  7. ^ Saparov, Bayrammurad; Singh, David J.; Garlea, Vasile O.; Sefat, Athena S. (8 de julio de 2013). "Estructuras y propiedades cristalinas, magnéticas y electrónicas del nuevo BaMnPnF (Pn = As, Sb, Bi)". Scientific Reports . 3 (1): 2154. arXiv : 1306.5182 . Bibcode :2013NatSR...3E2154S. doi :10.1038/srep02154. PMC 6504822 . PMID  23831607. 
  8. ^ Ravnsbaek, Dorthe B.; Sørensen, Lise H.; Filinchuk, Yaroslav; Caña, Daniel; Libro, David; Jakobsen, Hans J.; Besenbacher, Flemming; Skibsted, Jørgen; Jensen, Torben R. (abril de 2010). "Borohidruro de aniones y cationes mixtos KZn (BH4) Cl2: síntesis, estructura y descomposición térmica" (PDF) . Revista europea de química inorgánica . 2010 (11): 1608-1612. doi :10.1002/ejic.201000119.
  9. ^ Almoussawi, Batoul; Huvé, Marielle; Dupray, Valérie; Clevers, Simon; Duffort, Victor; Mentré, Olivier; Roussel, Pascal; Arevalo-Lopez, Angel M.; Kabbour, Houria (22 de abril de 2020). "Oxisulfuro Ba5(VO2S2)2(S2)2 que combina canales disulfuro y tetraedros de aniones mixtos y sus propiedades de tercera generación armónica" (PDF) . Química inorgánica . 59 (9): 5907–5917. doi :10.1021/acs.inorgchem.9b03674. PMID  32319754. S2CID  216073355.
  10. ^ Sun, Jun; Abudouwufu, Tushagu; Jin, Congcong; Guo, Zhiyong; Zhang, Min (17 de diciembre de 2021). "K 6 (IO 6 H 4)(HI 2 O 6)(HIO 3) 2 (IO 3) 4 ·2H 2 O: un caso de yodato con unidades coexistentes [I 5+ O 3] y [I 7+ O 6]". Química inorgánica . 61 (1): 688–692. doi :10.1021/acs.inorgchem.1c03436. PMID  34919392. S2CID  245278633.
  11. ^ Shlyapnikov, Igor M.; Goreshnik, Evgeny A.; Mazej, Zoran (31 de diciembre de 2018). "Compuestos de perfluoridotitanato(IV) de guanidinio: determinación estructural de un anión oligomérico [Ti6F27]3– y un ejemplo de una sal de aniones mixtos que contiene dos aniones de fluoridotitanato(IV) diferentes". Revista Europea de Química Inorgánica . 2018 (48): 5246–5257. doi :10.1002/ejic.201801207. S2CID  104344701.