vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8331-2024-60-4-281-289vestich-914Research ArticleФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯPHYSICAL CHEMISTRYНовые оксотеллуриты гадолиния: синтез и характеристикаNew gadolinium oxotellurites: synthesis and characteristicshttps://orcid.org/0000-0003-0853-523XРустембековК. Т.RustembekovK. T.

Рустембеков Кенжебек Тусупович – доктор химических наук, академик Казахстанской национальной академии естественных наук, профессор

ул. Университетская, 28, 100024, Караганда

Rustembekov Kenzhebek T. – Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Academician of Kazakhstan National Academy of Natural Sciences

28, Universitetskaya Str., 100024, Karaganda

rustembekov_kt@mail.ruТойбекА. А.ToibekA. A.

Тойбек Айтолкын Аблайкызы – докторант

ул. Университетская, 28, 10002

Toibek Aitolkyn A. – Ph. D. Student

28, Universitetskaya Str., 100024, Karaganda

aitoka_95@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9394-0592КасеновБ. К.KasenovB. K.

Касенов Булат Кунурович – доктор химических наук, профессор, академик Казахстанской национальной академии естественных наук

ул. Ермекова, 63, 100050, Караганда

Kasenov Bulat K. – Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Academician of Kazakhstan National Academy of Natural Sciences

63, Ermekov Str., 100050, Karagandy

kasenov1946@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9288-2797СтоевМ.StoevM.

Митко Стоев – кандидат наук, доцент

ул. Ивана Михаилова, 66, 2700, Благоевград

Stoev Mitko – Ph. D., Associate Professor

66, Ivan Mikhailov Str., Blagoevgrad

mstoev@mail.bgКарагандинский университет имени академика Е. А. БукетоваKaraganda Buketov UniversityХимико-металлургический институт имени Ж. АбишеваZh. Abishev Chemical Metallurgical InstituteЮго-Западный университет «Неофит Рильский»South-West University ˮNeofit Rilskiˮ202430112024604281289Copyright © Рустембеков К.Т., Тойбек А.А., Касенов Б.К., Стоев М., 20242024Рустембеков К.Т., Тойбек А.А., Касенов Б.К., Стоев М.Rustembekov K.T., Toibek A.A., Kasenov B.K., Stoev M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/914

Методом керамической технологии с твердофазным взаимодействием оксидов Gd2O3 и TeO2 с карбонатами MgCO3, CaCO3 синтезированы оксотеллуриты гадолиния GdMeTeO4,5 (Me–Mg, Сa). Рентгенографические характеристики получены при помощи порошкового дифрактометра Empyrean и специализированных программ Data Collector версии 7.7h и X'Pert HighScore Plus с использованием баз данных Crystallography Open Database и PDF-2. На основании рентгенографических исследований установлено, что синтезированные теллуриты кристаллизуются в тетрагональной сингонии. Достоверность и корректность результатов индицирования подтверждают удовлетворительное совпадение величин экспериментальных и расчетных параметров кристаллической решетки, объемов элементарных ячеек, рентгеновской и пикнометрической плотностей. Исследованием температурной зависимости электросопротивления теллурита гадолиния – магния установлено, что соединение может обладать полупроводниковыми свойствами с шириной запрещенной зоны ∆Е = 2,64 ± 0,13 ∙ 10–2 эВ. Результаты могут быть использованы для синтеза и изучения новых производных теллура и редкоземельных элементов и представляют интерес для электронной технологии. Рентгенографические характеристики новых теллуритов s-, f-элементов являются исходными материалами для включения в фундаментальные банки данных и справочники. 

Gadolinium oxotellurites GdMeTeO4.5 (Me – Mg, Ca) were synthesized using ceramic technology with solidphase interaction of oxides Gd2O3 and TeO2 with carbonates MgCO3 and CaCO3. X-ray characteristics were obtained using an Empyrean powder diffractometer and specialized programs Data Collector version 7.7h and X’Pert HighScore Plus using the Crystallography Open Database and PDF-2. Based on X-ray studies, it was established that the synthesized tellurites crystallize in a tetragonal syngony. The reliability and correctness of the indexing results is confirmed by the satisfactory agreement between the experimental and calculated parameters of the crystal lattice, unit cell volumes, X-ray and pycnometric densities. A study of the temperature dependence of the electrical resistance of gadolinium-magnesium tellurite has established that the compound may have semiconductor properties, with a band gap ∆E = 2.64 ± 0.13 ∙ 10–2 eV. The results can be used for the synthesis and study of new derivatives of tellurium and rare earth elements and are of interest for electronic technology. X-ray characteristics of new tellurites of s-, f-elements are the starting materials for inclusion in fundamental data banks and reference books.

гадолинийтеллуритысинтезрентгенографияиндицированиеэлектросопротивлениеgadoliniumtelluritessynthesisradiographyindexingelectrical resistanceReferencesPerovskite oxides: preparation, characterizations, and applications in heterogeneous catalysis / J. Zhu [et al.] // ACS Catal. – 2014. –Vol. 4, № 9. – P. 2917–2940. https://doi.org/10.1021/cs500606gZhu J., Li, H., Zhong, L., Xiao P., Xu X., Yang X., Li J. Perovskite oxides: preparation, characterizations, and applications in heterogeneous catalysis. ACS Catalysis, 2014, vol. 4, no. 9, pp. 2917–2940. https://doi.org/10.1021/cs500606gA-site perovskite oxides: an emerging functional material for electrocatalysis and photocatalysis / X. Li [et al.] // J. Mater. Chem. A. – 2021. – Vol. 9, № 11. – P. 6650–6670. https://doi.org/10.1039/d0ta09756jLi X., Zhao H., Liang J., Luo Y., Chen G., Shi X., Sun X. A-site perovskite oxides: an emerging functional material for electrocatalysis and photocatalysis. Journal of Materials Chemistry A, 2021, vol. 9, no. 1, pp. 6650–6670. https://doi.org/10.1039/d0ta09756jUnique synthesis, structure determination, and optical properties of seven new layered rare earth tellurite nitrates, RE(TeO3)(NO3) (RE = La, Nd, Eu, Gd, Dy, Er, and Y) / H. E. Lee [et al.] // J. Alloys Compd. – 2021. – Vol. 851. – P. 156855. https://doi.org/10.1016/j.jallcomLee H. E., Jo H., Lee M. H., Ok K. M. Unique synthesis, structure determination, and optical properties of seven new layered rare earth tellurite nitrates, RE(TeO3)(NO3) (RE = La, Nd, Eu, Gd, Dy, Er, and Y). Journal of Alloys and Compounds, 2021, vol. 851, pp. 156855. https://doi.org/10.1016/j.jallcomExperiment and first-principles calculations of A2Mg2TeB2O10 (A = Pb, Ba): influences of the cosubstitution on the structure transformation and optical properties / M. Wen [et al.] // Inorg. Chem. – 2019. Vol. 58, № 16. – P. 11127–11132. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.9b01693Wen M., Wu H., Hu C., Yang Z., Pan S. Experiment and First-Principles Calculations of A2Mg2TeB2O10 (A = Pb, Ba): Influences of the Cosubstitution on the Structure Transformation and Optical Properties. Inorganic Chemistry, 2019, vol. 58, no. 16, pp. 11127–11132. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.9b01693Tailored fabrication of a prospective acousto–optic crystal TiTe3O8 endowed with high performance / W. Lu [et al.] // J. Mater. Chem. C. – 2018. – Vol. 6, № 10. – P. 2443–2451. https://doi.org/10.1039/c7tc05382gLu W., Gao Z., Wu Q., Tian X., Sun Y., Liu, Y., Tao X. Tailored fabrication of a prospective acousto–optic crystal TiTe3O8 endowed with high performance. Journal of Materials Chemistry C, 2018, vol. 6, no. 10, pp. 2443–2451. https://doi.org/10.1039/c7tc05382gBulk characterization methods for non-centrosymmetric materials: second-harmonic generation, piezoelectricity, pyroelectricity, and ferroelectricity / K. M. Ok [et al.] // Chem. Soc. Rev. – 2006. – Vol. 35, № 8. – P. 710. https://doi.org/10.1039/b511119fOk K. M., Chi E. O., Halasyamani P. S. Bulk characterization methods for non-centrosymmetric materials: second-harmonic generation, piezoelectricity, pyroelectricity, and ferroelectricity. Chemical Society Reviews, 2006, vol. 35, no. 8, pp. 710. https://doi.org/10.1039/b511119fThe synthesis and crystal structures of the first rare-earth alkaline-earth selenite chlorides MNd10(SeO3)12Cl8 (M=Ca and Sr) / P.S. Berdonosov [et al.] // J. Solid State Chem. – 2007. – Vol. 180. – P. 3019–3025. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2007.08.019Berdonosov P. S., Olenev A. V., Dolgikh V. A., Lightfoot P. The synthesis and crystal structures of the first rare-earth alkaline-earth selenite chlorides MNd10(SeO3)12Cl8 (M=Ca and Sr). Journal of Solid State Chemistry, 2007, vol. 180, pp. 3019–3025. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2007.08.019Synthesis and characterization of ammonium potassium tellurium polyoxomolybdate: (NH4)2K2TeMo6O22·2H2O with one-dimensional anionic polymeric Chain [TeMo6O22]4− / L. Geng [et al.] // Crystals. – 2021. – Vol. 11, № 4. – P. 375. https://doi.org/10.3390/cryst11040375Geng L., Wang Y. Synthesis and characterization of ammonium potassium tellurium polyoxomolybdate: (NH4)2K2TeMo6O22·2H2O with one-dimensional anionic polymeric chain [TeMo6O22]4−. Crystals, 2021, vol. 11, no. 4, pp. 375. https://doi.org/10.3390/cryst11040375A review of the structural architecture of tellurium oxycompounds / A. G. Christy [et al.] // Mineral. Mag. – 2016. – Vol. 80, № 3. – P. 415–545. https://doi.org/10.1180/minmag.2016.080.093Christy A. G., Mills S. J., Kampf A. R. A review of the structural architecture of tellurium oxycompounds. Mineralogical Magazine, 2016, vol. 80, no. 3, pp. 415–545. https://doi.org/10.1180/minmag.2016.080.093Heat capacity and thermodynamic functions of thulium tellurites in the range of 298.15–673 / K. T. Rustembekov [et al.] // Rus. J. Phys. Chem. A. – 2016. – Vol. 90, № 2. – P. 263–266. https://doi.org/10.1134/s0036024416020266Rustembekov K. T., Dyusekeeva A. T., Bekturganova A. Z., Kasenov B. K., Makhatova N. A., Fomin V. N. Heat capacity and thermodynamic functions of thulium tellurites in the range of 298.15–673 K. Russian Journal of Physical Chemistry A, 2016, vol. 90, no. 2, pp. 263–266. https://doi.org/10.1134/s0036024416020266X-ray diffraction and thermodynamic characteristics for tellurite of the composition Li2 CeTeO5 / K. T. Rustembekov [et al.] // Rus. J. Phys. Chem. A. – 2017. – Vol. 91, № 4. – P. 622–626. https://doi.org/10.1134/S0036024417040252Rustembekov K. T., Bekturganova A. Z. X-ray diffraction and thermodynamic characteristics for tellurite of the composition Li2 CeTeO5. Russian Journal of Physical Chemistry A, 2017, vol. 91, no. 4, pp. 622–626. https://doi.org/10.1134/S0036024417040252Thermodynamic and Electrophysical Properties of La2SrNiTeO7 / K. T. Rustembekov [et al.] // Rus. J. Phys. Chem. A. – 2019. – Vol. 93, № 9. – P. 1657–1661. https://doi.org/10.1134/S0036024419090206Rustembekov K. T., Kasenov B. K., Bekturganova A. Z., Kasymova M. S. Thermodynamic and Electrophysical Pro- perties of La2SrNiTeO7. Russian Journal of Physical Chemistry A, 2019, vol. 93, no. 9, pp. 1657–1661. https://doi.org/10.1134/S0036024419090206Кивилис, С. С. Техника измерения плотности жидкостей и твердых тел / С. С. Кивилис. – М.: Стандартгиз, 1959. – 192 с.Kivilis S. S. Technique for measuring the density of liquids and solids. Moscow, Standargiz Publ., 1959. 192 p. (in Russian).Измеритель RLC (LCR-781): рук. по эксплуатации. – M.: ЗАО «ПриСТ», 2012. – С. 3.MeterRLC (LCR-781). Operation manual. Moscow, ZAO ˮPriSTˮ, 2012, pp. 3 (in Russian).Кузнецова, Г. А. Качественный рентгенофазовый анализ: метод. указания / Г. А. Кузнецова. – Иркутск, 2005. – 28 с.Kuznetsova G. A. Methodical instructions. Irkutsk, 2005. 28 p. (in Russian).Crystallography Open Database [Electronic Resources]. – Mode of access: http://www.crystallography.net/cod/result.php. – Date of access: 11.11.2023.Crystallography Open Database. Available at: http://www.crystallography.net/cod/result.phpРентгенографические, термодинамические и электрофизические свойства двойного теллурита натрия-цинка / К. Т. Рустембеков [и др.] // Изв. Том. политехн. ун-та. – 2009. – Т. 315, № 3. – С. 16–19.Rustembekov K. T., Dyusekeyeva A. T., Sharipova Z. M., Zhumadilov Ye. K. X-ray, thermodynamic and electrophysical properties of double sodium-zinc tellurite. Izvestija Tomskogo politehnicheskogo universiteta = News of Tomsk Polytechnic University, 2009, vol. 315, no. 3, pp. 16–19 (in Russian).Thermodynamics and Electrophysics of New LaCaCuZnMnO6 Copper – Zinc Manganite of Lanthanum and Calcium / B. K. Kasenov [et al.] // High Temp. – 2022. – Vol. 60. – P. 474–478. https://doi.org/10.1134/s0018151x22020225Kasenov B. K., Kasenova Sh. B., Sagintaeva Zh. J., Kuanyshbekov E. E., Mukhtar A. A., Kakenov K. S. Thermodynamics and Electrophysics of New LaCaCuZnMnO6 Copper – Zinc Manganite of Lanthanum and Calcium. High Temperature, 2022, vol. 60, pp. 474–478. https://doi.org/10.1134/s0018151x22020225Сегнето-и антисегнетоэлектрики семейства титаната бария / Ю. Н. Веневцев [и др.]. – М.: Химия, 1985. – 255 с.Venevtsev Yu. N., Politova Ye. D., Ivanov S. A. Ferroelectric and antiferroelectrics of the barium titanate family. Moscow, Khimiya Publ., 1985. 255 p. (in Russian).Введение в химию твердофазных материалов / Ю. Д. Третьяков [и др.]. – М.: Наука, 2006. – 399 c.Tretyakov Yu. D., Putlyayev V. I. Introduction to the chemistry of solid-phase materials. Moscow, Nauka Publ., 2006. 399 p. (in Russian).Химическая энциклопедия. – М.: Совет. Энцикл., 1990. – Т. 2. – С. 1110–1111.Chemical Encyclopedia. Moscow, Soviet Encyclopedia Publ., 1990, vol. 2, рр. 1110–1111 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.