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Crystal structure of magnesium dichloride decahydrate determined by X-ray and neutron diffraction under high pressure

高圧下X線および中性子回折によるMgCl$$_{2}$$水和物高圧相の構造解析

小松 一生*; 篠崎 彩子*; 町田 真一*; 松林 拓人*; 渡邉 真央*; 鍵 裕之*; 佐野 亜沙美   ; 服部 高典   

Komatsu, Kazuki*; Shinozaki, Ayako*; Machida, Shinichi*; Matsubayashi, Takuto*; Watanabe, Mao*; Kagi, Hiroyuki*; Sano, Asami; Hattori, Takanori

MgCl$$_{2}$$水和物(MgCl$$_{2}$$10H$$_{2}$$O)とその重水素化物の結晶構造を、放射光X線とパルス中性子回折により初めて決定した。低温下においてまずアモルファス相を生成し、そのアモルファス相から固体-固体相転移により新規MgCl$$_{2}$$水和物を結晶化させることで良質な粉末結晶を得ることに成功した。最近開発された自動指数付けプログラムとcharge-flipping法により、(MgCl$$_{2}$$10H$$_{2}$$O)の結晶構造はMg(H$$_{2}$$O)$$_{6}$$八面体がABCABC...と積層したものであることが明らかになった。他の類似MgCl$$_{2}$$水和物と同様に、Clイオンと水分子は八面体のMg$$^{2+}$$イオンとは結合していない。2.5GPaにおいて差フーリエ解析により求められた重水素の位置は、他のMgCl$$_{2}$$水和物とは異なり、2つの酸素と二股状に結合している。

Magnesium dichloride decahydrate (MgCl$$_{2}$$10H$$_{2}$$O) and its deuterated counterpart (MgCl$$_{2}$$10D$$_{2}$$O) are identified for the first time by in-situ powder synchrotron X-ray and spallation neutron diffraction. These substances are crystallized from a previously unidentified nanocrystalline compound, which originates from an amorphous state at low temperature. A combination of a recently developed autoindexing procedure and the charge-flipping method reveals that the crystal structure of MgCl 10H$$_{2}$$O consists of an ABCABC... sequence of Mg(H$$_{2}$$O)$$_{6}$$ octahedra. The Cl$$^{-}$$ anions and remaining water molecules unconnected to the Mg$$^{2+}$$ cations bind the octahedra, similar to other water-rich magnesium dichloride hydrates. The D positions in MgCl$$_{2}$$10D$$_{2}$$O, determined by the difference Fourier methods using the neutron powder diffraction patterns at 2.5 GPa, show the features such as bifurcated hydrogen bonds and tetrahedrally coordinated O atoms.

使用言語

 :

English

掲載資料名

 :

Acta Crystallographica Section B; Structural Science, Crystal Engineering and Materials (Internet)

巻

 :

71

号

 :

1

ページ数

 :

p.74 - 80

発行年月

 :

2015/02

発表会議名

 :

開催年月

 :

開催都市

 :

開催国

 :

キーワード

 :

高圧; 中性子結晶構造解析; PLANET

特許データ

 :

PDF

 :


論文URL

 :

https://doi.org/10.1107/S205252061500027X

研究データの公開先DOI

 :

使用施設

 :

J-PARC物質・生命科学実験施設  

広報プレスリリース

 :

論文解説記事
(成果普及情報誌)

 :

受委託・共同研究相手機関

 :

Access

 :

- Accesses

InCites™

 :

パーセンタイル：79.64

分野：Chemistry, Multidisciplinary

Altmetrics

 :

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