완전히 탈수한 $Ag_{12-2x}Co_x-A$ (x = 3 및 4.5)의 결정구조 = Two Crystal Structures of Fully Dehydrated $Ag_{12-2x}Co_x-A (x = 3 and 4.5)$

국문 초록 (Abstract)

$Co^{2+}$ 이온과 $Ag^+$ 이온으로 교환된 제올라이트 A 즉, $Ag_6Co_3-A$(a = 12.131(5)$\AA$) 과 $Ag_3Co_{4.5}$-A(a = 12.145(1)$\AA$)의 결정구조를 X-선 단결정회절법으로 입방공간군 Pm3m을 사용하여 해석하였다. I > 3$\sigma$(I)인 189개의 회절반점을 써서 $Ag_6Co_3-A$구조에 대해서는 R1=0.06, R2 = 0.076까지 정밀화시켰으며 $Ag_6Co_3-A$ 구조에 대해서는 I > 3$\sigma$(I)인 258개의 회절반점을 써서 R1 = 0.045, R2 = 0.041까지 정밀화시켰다. 두 구조 모두 Co(II) 이온은 골조의 3개의 산소와 배위하고 있었고 Co(II)-O(3) 거리는 $Ag_3Co_{4.5}-A$에서는 2.118(4)$\AA$이었고 $Ag_6Co_3-A$에서는 2.106(4)$\AA$이었다. 또 두 구조 모두 O(3)-Co(II)-O(3) 각도는 약 $120^{\circ}$로서 Co(II)와 3개의 O(3)는 거의 이상적인 삼각 평면형의 배열을 갖고 있었다. 단위포당 양이온의 총수가 8개 이상이면 $Ag^+$이온은 8-링 위치에 $Co^{2+}$ 이온은 6-링 위치의 골조산소와 우선적으로 결합한다. Co(II)이온의 수가 단위포당 4.5개 이상이 되면 $Ag_{12-2x}Co_x-A (x > 4.5)$ 결정은 X-선 회절패턴이 없었고, 이것은 $Co^{2+}$ 이온이 $H_2O$분자를 가수분해하여 생성되는 $H^+$이온 농도가 축적되어 제올라이트 골조를 파괴시켰을 것으로 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The crystal structures of $Co^{2+}\;and\;Ag^+\;exchanged\;zeolite\; A,\; Ag_6Co_3$-A(a = 12.131(5)$\AA$) and $Ag_3Co_{4.5}$-A(a = 12.145(1)$\AA$), have been determined by single crystal X-ray diffraction techniques. Both structures were solved and refined in the cubic space group Pm3m at 21(1)$^{\circ}C$. Full-matrix leastsquares refinement converged to the final error indices of R1 = 0.045 and R2 = 0.041 for $Ag_3Co_{4.5}-A,\; and\; R1 = 0.066\; and\; R2 = 0.076\; for\; Ag_6Co_3$-A using the 258 and 189 reflections, respectively, for which I > 3$\sigma$(I). Both structures indicate that CO(Ⅱ)ions are coordinated by three framework oxygens; the Co(II) to O(3) distances are 2.118(4)$\AA$ for $Ag_3Co_{4.5}$-A and 2.106(1)$\AA$ for $Ag_6Co_3-A$, respectively. In each structure, the angle substended at Co(II), O(3)-Co(II)-O(3) is ca 120°, close to the idealized trigonalplanar value. $Co^{2+}$ ions prefer to 6-ring sites and $Ag^+$ ions prefer to 8-ring site when total number of cations is more than 8. The crystals of hydrated and dehydrated $Ag_{12-2x}Co_x-A (x > 4.5)$ had no crystalline diffraction pattern, indicating the apparent exchange limit of $Co^{2+}\; into\; Ag_{12}-A\; is\; 4.5 Co^{2+}$ ions per unit cell. $Co^{2+}$ ions hydrolyze $H_2O$ molecules and $H_3O^+$ concentraction is accumulating. These $H_3O^+$ ions destroy the zeolite structures.