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Keywords:

  • Lithium bromide;
  • Lithium iodide;
  • Solid solutions;
  • Structure elucidation;
  • Phase transformation

Abstract

Gasphasenabscheidungen inniger Gemenge von LiBr/LiI (Mischungsverhältnis: LiBr/LiI = 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, 1:4) sowie von reinem LiI bzw. LiBr auf einem Saphirsubstrat bei -196 °C in einer Hochvakuumkammer wurden röntgenographisch in Abhängigkeit der Temperatur untersucht. Unterhalb von 0 °C liegt LiI in der hexagonalen Wurtzit-Modifikation (β-LiI) mit a = 451.4(1) und c = 731.1(2) pm vor, die sich beim weiteren Erwärmen bis Raumtemperatur in die kubische Kochsalz-Modifikation (α-LiI, a = 602.57(3) pm) umwandelt. Aus den Koabscheidungen von LiBr/LiI entstehen feste Lösungen LiBr1-xIx, die ebenfalls unterhalb von Raumtemperatur in einer Wurtzit-Modifikation kristallisieren. Diese sind beständiger als β-LiI und wandeln sich erst bei 80 °C endgültig in die kubischen Phasen um. Die Gitterkonstanten betragen für LiBr1-xIx mit x ≈ 0.7 a = 445.48(7), c = 719.1(1) pm und für x ≈ 0.4 a = 431.50(5), c = 691.7(1) pm. Es liegt eine lückenlose Mischkristallreihe für die hexagonale Phase LiBr1-xIx mit 0.25 ≤ x ≤ 0.8 vor. Beide kubische Phasen, α-LiI und LiBr, bilden feste Lösungen, in denen bis zu etwa 10 % der jeweils anderen Verbindung gelöst sind. Für reines LiBr wurde im gesamten Temperaturbereich (-196 °C bis 25 °C) ausschließlich die kubische Modifikation (a = 551.54(2) pm, 25 °C) beobachtet.

Is there a Wurtzite-Modification of Lithium Bromide? — Studies on the System LiBr/LiI —

Deposition of mixtures of LiBr/LiI (ratio: LiBr/LiI = 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, 1:4) and of pure LiI and LiBr from the gas phase onto a sapphire substrate at -196 °C in a high vacuum chamber were investigated by means of temperature-dependent X-ray diffraction. Below 0 °C LiI crystallizes in the hexagonal Wurtzite-modification (β-LiI) with a = 451.4(1) und c = 731.1(2) pm, which transforms into the cubic rock salt modification (α-LiI, a = 602.57(3) pm) by heating up to room temperature. Co-depositions of LiBr/LiI formed solid LiBr1-xIx solutions that also crystallize in the Wurtzite-modification, below room temperature. Compared to β-LiI, these solid solutions are more stable and transform into the cubic phase at the significantly higher temperature of 80 °C. The lattice constants of LiBr1-xIx with x ≈ 0.7 are a = 445.48(7), c = 719.1(1) pm and with x ≈ 0.4 are a = 431.50(5), c = 691.7(1) pm. The hexagonal phase LiBr1-xIx is observed for the complete series of mixed crystals with 0.25 ≤ x ≤ 0.8. Both cubic phases, α-LiI and LiBr, show solubilities of up to ca. 10 % of the respective other compound. In case of pure LiBr only the cubic modification (a = 551.54(2) pm, 25 °C) was observed in the complete temperature range (-196 °C to 25 °C).