Synthese, Struktur und Eigenschaften der tantalreichen Silicidchalkogenide Ta 15 Si 2 Q x Te 10–x (Q = S, Se)

Die quaternären Tantalsilicidchalkogenide Ta 15 Si 2 Q x Te 10–x (Q = S, Se) sind durch Umsetzung entsprechender Gemenge aus Dichalkogeniden, Silicium und Tantal bei 1770 K in zugeschweißten Molybdäntiegeln herstellbar. Ihre Struktur wurde aus den intensitätsstärksten Reflexen von ca. 3 μm dicken faserigen Einkristallen bestimmt und über Rietveld‐Profilanpassungen von Röntgen‐Pulverdiffraktogrammen phasenreiner Präparate bestätigt. Ta 15 Si 2 S 3.5 Te 6.5 bzw. Ta 15 Si 2 Se 3.5 Te 6.5 kristallisiert monoklin in der Raumgruppe C2/m mit Z = 2, a = 2393.7(1) pm, b = 350.08(2) pm, c = 1601.2(1) pm, β = 124.700(4)° bzw. a = 2461.3(2) pm, b = 351.70(2) pm, c = 1601.7(1) pm, β = 124.363(5)°. Dreifach überdachte trigonal‐prismatische Ta 9 Si‐Cluster, die durch eingeschlossene Siliciumatome stabilisiert sind, können als charakteristische Baugruppe der Struktur angesehen werden. Die Cluster sind zu Doppelsträngen kondensiert. Weitere Tantalatome verknüpfen die Stränge zu Schichten. Die verbleibenden Valenzen auf deren Oberflächen werden von Chalkogenatomen abgesättigt, die entsprechend einseitig von drei, vier oder fünf Ta‐Atomen koordiniert sind. Der Zusammenhalt der ca. 1 nm dicken, von Chalkogenatomen bedeckten Lamellen wird durch einzelne verbrückende Ta–S–Ta‐ bzw. Ta–Se–Ta‐Bindungen und Dispersionswechselwirkungen zwischen den Chalkogenatomen vermittelt. Die Silicidchalkogenide sind mäßig gute metallische Leiter, die trotz ausgeprägter Anisotropie der Struktur zwischen 10 und 310 K keine elektronischen Instabilitäten erkennen lassen.