Molecular-network-ionic structure transitions in liquid AlCl and ZnCl halogenides under pressure

高圧下における液体AlCl及びZnClハロゲン化物の分子-ネットワーク-イオン性構造転移

Brazhkin, V. V.*; Lyapin, A. G.*; Popova, S. V.*; 片山 芳則; 齋藤 寛之; 内海 渉

Brazhkin, V. V.*; Lyapin, A. G.*; Popova, S. V.*; Katayama, Yoshinori; Saito, Hiroyuki; Utsumi, Wataru

液体AlCl及びZnClハロゲン化物を高温高圧その場観察X線回折法によって研究した。これらのハロゲン化物は液体で分子的なネットワーク構造を持つ。すなわち、これらは純粋な共有結合性融体とイオン性融体の中間的な性質を持つ。本研究の結果は、比較的低圧で四面体ネットワーク的な中距離秩序が消滅し、その後イオン性液体に類似した近距離秩序を持つ構造に急激に転移することを示している。本研究で見いだされた高圧下におけるこのような2段階の構造変化は、多くの共有結合的なハロゲン化物を含む広い範囲の単純融体の一般的な特徴であると考えられる。

Liquid AlCl and ZnCl halogenides are studied by high-pressure high-temperature X-ray diffraction measurements. These halogenides have a quasi-molecular network structure in liquid state at normal pressure. They are intermediate between pure covalent and ionic melts. The present study is indicative of a rapid and strong breakdown of an intermediate range order in a tetrahedral network of melts for the initial pressure range and points to rather sharp transitions in liquids with the formation of a short-range order structure similar to ionic melt structures. Such a two-stage structural transformation under pressure is the general feature for a wide class of simple melts, including most of the pseudo-covalent halogenides.