UCr₄C₄ with filled MoNi₄ type structure

Abstract

The title compound was prepared by arc melting coldpressed pellets of the elemental components with subsequent annealing at both 800°C or 1100°C. UCr₄C₄ crystallizes tetragonal, space group I4/m,a=0.79363 (4) nm,c=0.30754 (3) nm,V=0.19370 nm³ withZ=2 formula units per cell. The structure was determined from single-crystal X-ray data and refined to a residual ofR=0.027 for 16 variable parameters and 279 structure factors. The positions of the metal atoms correspond to those of the MoNi₄ type structure. The carbon atoms occupy octahedral voids formed by four chromium and two adjacent uranium atoms. Chemical bonding in UCr₄C₄ and in other interstitial compounds is briefly discussed. The average valence electron number of the metal atoms is usually greater for the unfilled (host) structure than for the corresponding filled structure.

Zusammenfassung

Die Titelverbindung wurde hergestellt durch Schmelzen kaltgepreßter Pillen der elementaren Komponenten im Lichtbogen mit anschließendem Tempern bei 800°C oder 1100°C. UCr₄C₄ kristallisiert tetragonal in der Raumgruppe I 4/m,a=0.79363 (4) nm,c=0.30754 (3) nm,V=0.19370 nm³ mitZ=2 Formeleinheiten pro Zelle. Die Struktur wurde aus Einkristall-Röntgendaten bestimmt und zu einem Restwert vonR=0.027 für 16 variable Parameter und 279 Strukturfaktoren verfeinert. Die Lagen der Metallatome entsprechen denen der MoNi₄-Struktur. Die Kohlenstoffatome besetzen oktaedrische Lücken, die von vier Chrom- und zwei benachbarten Uranatomen gebildet werden. Die chemische Bindung in UCr₄C₄ und in anderen Interstitialverbindungen wird kurz diskutiert. Die durchschnittliche Valenzelektronenzahl der Metallatome ist meist höher für die ungefüllte (Wirts-) Verbindung als für die entsprechende gefüllte Verbindung.