Structure, Chemical Bonding and Properties of CoIn3, RhIn3, and IrIn3
Abstract
enCoIn3, RhIn3, and IrIn3 were synthesized by reacting the elements in sealed tantalum tubes at 1170 K and subsequent annealing at 770 K. The structures of the three compounds (FeGa3 type, space group P42/mnm) were refined from single crystal X-ray data: a = 682.82(6), c = 709.08(7) pm, wR2 = 0.0407, 397 F2 values for CoIn3, a = 698.28(8), c = 711.11(9) pm, wR2 = 0.0592, 418 F2 values for RhIn3, and a = 699.33(5), c = 719.08(5) pm, wR2 = 0.0625, 482 F2 values for IrIn3 with 16 parameters for each refinement. The structures may be considered as an intergrowth of tungsten-like building blocks of indium atoms and AlB2-like slabs of compositions In&Co, In&Rh, and In&Ir, respectively. These are compared with the related intergrowth variants found for compounds with ordered U3Si2 and Zr3Al2 type structure. Semi-empirical band structure calculations for RhIn3 reveal low density-of-states (DOS) at the Fermi level and negative Rh–Rh crystal orbital overlap populations (COOP) indicating antibonding Rh–Rh interactions. The bonding characteristics of CoIn3, RuIn3, and IrIn3 are similar to RhIn3. Magnetic susceptibility measurements of compact polycrystalline samples of CoIn3, RhIn3, and IrIn3 indicate weak Pauli paramagnetism.
Abstract
deStruktur, Chemische Bindung und Eigenschaften von CoIn3, RhIn3 und IrIn3
CoIn3, RhIn3 und IrIn3 wurden durch Reaktion der Elemente bei 1170 K in verschweißten Tantalampullen und anschließendes Tempern bei 770 K synthetisiert. Die Kristallstrukturen der drei Verbindungen (FeGa3-Typ, Raumgruppe P42/mnm) wurden anhand von Einkristall-Diffraktometer-Daten verfeinert: a = 682,82(6); c = 709,08(7) pm; wR2 = 0,0407; 397 F2-Werte für CoIn3; a = 698,28(8); c = 711,11(9) pm; wR2 = 0,0592; 418 F2-Werte für RhIn3 und a = 699,33(5); c = 719,08(5) pm; wR2 = 0,0625; 482 F2-Werte für IrIn3 mit jeweils 16 Parametern. Die Strukturen können als Verwachsungsvarianten von Wolfram-ähnlichen Baueinheiten aus Indiumatomen und AlB2-ähnlichen Baueinheiten der Zusammensetzungen In&Co, In&Rh, und In&Ir beschrieben werden. Diese werden mit den sehr ähnlichen Verwachsungsvarianten von Verbindungen mit geordneter U3Si2- und Zr3Al2-Struktur verglichen. Semi-empirische Bandstrukturrechnungen für RhIn3 zeigen eine niedrige Zustandsdichte (DOS) an der Fermikante sowie negative Rh–Rh Kristall-Orbital-Überlappungspopulationen (COOP), was auf antibindende Rh–Rh-Wechselwirkungen hindeutet. Die Bindungscharakteristiken für CoIn3, RuIn3 und IrIn3 sind ähnlich. Magnetische Suszeptibilitätsmessungen an kompakten, polykristallinen Proben von CoIn3, RhIn3 und IrIn3 ergeben schwachen Pauli-Paramagnetismus.
