Ammonia borane
化学万事屋live
大家好,这篇文章分享湖南卷,它的晶胞命题素材取自储氢材料——氨硼烷(NH3BH3)。

题目本身相对简单,解析方面我就不啰嗦了,今天的分享主要是对晶胞的校正,校正的数据来自2014年的一篇综述,其标题如下:

根据该文献,NH3BH3晶体不止一种结构:如下图,phase I为常温常压相,phase II为低温相,III、IV、V均为高压相。除此之外,还有理论预测的phase VI(实验尚未验证,文章里没有晶胞结构),接下来我们重点看I和II。

Phase I:H原子无序
Phase I 属I4mm空间群,其晶胞参数和各原子分数坐标如下:

注:这里的Pnm21应为笔误,文中写的是Pmn21
根据以上数据,利用VESTA软件可以画出如下右图晶胞:

放大!仔细看,这两个图里B原子和N原子周围均有4个H原子。
emm……按理说,不应该是3个H嘛,这里为啥是4个嘞?
原因如下:

总结来说,是因为H原子在晶胞中呈无序分布,其具体位置仍存在分歧(注意这是2014年的文章),但是可以确定——该晶胞中包含2个NH3BH3分子,B-N键平行于c轴(区别于phase II)。
Phase II:正交相
Phase II 属Pmn21空间群,单胞含有2个NH3BH3分子。

和phase I不同,H原子在phase II中有序,并且经中子衍射修正后确定B-N键不再平行于c轴,如下图所示。

右图是我根据前文表格中的数据用VESTA手搓的晶胞图,文章开头处的晶胞也是根据此数据校正过的,感兴趣的读者可以尝试着画一画(hh,突然检验VESTA的学习效果)。
写在后面:从某种程度上讲,晶胞中的B-N键是否平行于c轴不影响做题,但是!我相信有人在乎晶胞的科学性,所以才有这篇校正的小作文。
🐳敬上~