Титанаты лития и цинка Li2ZnTi3O8 и Li2Zn3Ti4O12 имеют кубическую шпинельную структуру с различным распределением катионов по позициям. Установлено, что эти соединения являются твердыми литийпроводящими электролитами. В Li2ZnTi3O8 катионы лития и титана упорядочены в октаэдрических позициях в соотношении 1:3, половина атомов лития и цинк статистически распределены по тетраэдрическим позициям: (Li0.5Zn0.5)[Li0.5Ti1.5]O4. Кристаллохимическая формула Li2Zn3Ti4O12 может быть записана как (Zn)[Li2/3Ti4/3]O4. На основе анализа ИК- и КР-спектров предложен иной способ распределения атомов лития и цинка в структуре данных шпинелей: литий имеет тетраэдрическую координацию, а цинк и титан – октаэдрическую. Отмечено также сильное искажение октаэдров TiO6: так, в Li2Zn3Ti4O12 окружение ионов Ti4+ ,близко к пяти координационному. Невысокая ионная проводимость этих титанатов при повышенных температурах объясняется тетраэдрической координацией атомов лития.

На примере галидных шпинелей Li2MX4 (M=Mg2+,Mn2+,Fe2+; X=Cl-,Br-) установлено, что катионный состав и распределение атомов лития по позициям оказывает сильное влияние на величину электропроводности. Так как в структуре шпинели нет общих граней между одинаковыми катионными позициями, в ионном переносе участвует несколько различных позиций. Высокие значения ионной проводимости в хлоридных шпинелях наблюдались в результате разупорядочения структуры соединений, связанного с переходом атомов лития при повышенных температурах из тетраэдрических позиций 8а в свободные октаэдрические позиции 16с. При этом шпинельная структура превращалась в структуру типа NaCl. Информативным методом исследования разупорядочения структуры хлоридных шпинелей явилось изучение КР-спектров соединений при высоких температурах.[5]

Литература

1. Н.Л. Глинка. Общая химия – Л.: Химия, 1981, - 720 с.;

2. К. Неницеску. Общая химия – М.: Мир, 1968, 816 с.;

3. Н.С. Ахметов. Общая и неорганическая химия – М.: Высшая школа, 743с.;

4. В.А. Жиляев, А.П. Штин. "Взаимодействие карбонитридов, оксикарбидов и оксинитридов титана с концентрированными минеральными кислотами", Журнал неорганической химии, т.48, №8(Август 2003), с.1402;

5. И.А. Ленидов, Л.А. Переляева и др. "Исследование разупорядочения шпинелей Li2xZn2-3xTi1+xO4(x=0.33, 0.5) методом спектроскопии комбинационного рассеяния света: Корреляция с ионной проводимостью", Журнал неорганической химии,т.48, №11(Ноябрь 2003), с.1841;

6. М.М. Годнева, Д.Л. Мотов, Химия подгруппы титана – Л.: Наука, 1980, - 175с.;

7. Сергеев В.В., Галицкий Н.В и др. Металлургия титана – М.: Металлургия, 1971, - 320с.;

8. Под ред. Галицкого Б.А. Титан и его сплавы в химическом машиностроении – М.: Машиностроение, 1968 – 340с.