Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология | Тезисы
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

День научного творчества студентов МГУ 2 марта 2003г.
Геологический факультет. Тезисы докладов

оглавление

Новые синтетические бораты Ln[B6O9(OH)3] (Ln = Sm - Lu): их строение, свойства и структурная связь с борацитами.

Иванова А.Г., кафедра кристаллографии и кристаллохимии, магистратура (2 год), науч. рук. Белоконева Е.Л.

Кристаллы новых редкоземельных боратов Ln[B6O9(OH)3] (Sm – Lu) (пр.гр. R3с) синтезированы гидротермальным методом в ходе исследования фазообразования в системе Ln2O3-B2O3-H2O (Ln2O3 : B2O3 = 1:1). Параметры синтеза Т=270º-280ºС, Р=~70 атм. При выборе условий кристаллизации учитывались особенности образования боратов в природных процессах. В опытах с Ho и Gd были получены наиболее качественные прозрачные бледно-желтые и бесцветные монокристаллы кубического габитуса, размерами до ~4 мм по ребру.

Рентгеновской исследование структуры Ln[B6O9(OH)3] проводилось на дифрактометре Syntex P. Были определены параметры гексагональной элементарной ячейки: a= 8.385, b=20.71 (для Ho). Дальнейшие расчеты проводились по комплексу программ CSD. При расшифровке структуры Ho[B6O9(OH)3] использовался метод тяжелого атома. После уточнения модели структуры методом наименьших квадратов был получен удовлетворительный фактор расходимости R(F)=0.0267 и “Goodness of Fit” - S=0.970.

В основе структуры Ln[B6O9(OH)3] лежат строительные гексаборатные борокислородные блоки в виде гофрированных, полярных по оси с колец 6[3Δ+3T] - [B6O12(ОН)3]9- (рис.1), которые соединяясь через вершины, образуют цеолитоподобный каркас с большими каналами вдоль оси с. В полостях каркаса располагаются катионы Ln3+ и H+. Атомы Ln координированы девятью атомами O.

Рис.1

 

Согласно имеющимся классификационным принципам новые бораты относятся к классу гексаборатов и имеют структурное родство с группой борацитов - минералов и синтетических соединений с формулой M3B7O13Х, где М = Mg, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Cd, Li, а Х = Cl, Br, I. Кристаллическая структура всех борацитов представляет собой неразрывный борокислородный каркас, различия борацитов проявляются в типе гексаборатных блоков и характере их объединения. Известны различные по симметрии структуры синтетических и природных борацитов: кубическая - Mg3[B7O13]Cl, тригональная - Fe2.4Mg0.6[B7O13]Cl (конголит), ромбическая - Mg3[B7O13]Cl (чамберсит). В структурах чамберсита и конголита каркас построен из гексаборатных тетраэдрических блоков, объединенных в каркас через B-треугольники. В кубическом бораците Mg3[B7O13]Cl гексаборатные блоки из шести тетраэдров объединяются через вершины в тетраэдрические кластеры (рис.2а). По сравнению с ним, в каркасе кубического Li4[B7O12]Cl отсутствие одного атома О в центре блока приводит к понижению у части тетраэдров координации до треугольной и превращению блока составленного из всех тетраэдров в полый “кластер”, образованный четырьмя шестичленными кольцами из трех B-тетраэдров и трех B-треугольников (рис.2б). Все борациты обладают ценными физическими свойствами: сегнетоэлектрическими (Mg3[B7O13]Cl), ионопроводящими (Li4[B7O12]Cl). Новый борат Ln[B6O9(OH)3] имеет наибольшее структурное сходство с Li-борацитам (Li4[B7O12]Cl): в нем позиции атомов Ln и H соответствуют позициям Cl и Li в Li4[B7O12]Cl, но из-за отсутствия в Ln[B6O9(OH)3] одного атома B “кластер” оказывается разомкнутым (рис.2в), в результате чего анионный каркас получает тригональное искажение.

Рис.2

Анализ нулевых синтезов электронной плотности, построенных для Ln[B6O9(OH)3], позволил сделать вывод о разупорядоченности H+ в каналах структуры и наличии протонной проводимости у кристаллов новых Ln-боратов.

В то же время, борокислородный каркас в Ln-борате топологически близок к полностью тетраэдрическому каркасу в структурах кальсилитового и особенно бериллонитового типа. Можно представить структурную трансформацию под давлением смешанного каркаса Ln[B6O9(OH)3 в чисто тетраэдрический каркас, подобный каркасу в NaBePO4 (рис.3), за счет сжатия незамкнутых колец, малого смещения атома О(1) - висячей вершины В-тетраэдра, ее вхождения в координацию В-треугольника и последующим превращением В-треугольников в B-тетраэдры.

Рис.3

 См. также
ТезисыДень научного творчества студентов МГУ, 2004г. Тезисы докладов: День научного творчества студентов МГУ, 2004г. Геологический факультет. Тезисы докладов
ТезисыДень научного творчества студентов МГУ, 2006. Геологический факультет. Тезисы докладов.
ТезисыДень научного творчества студентов МГУ, 2006. Геологический факультет. Тезисы докладов.: День научного творчества студентов МГУ, 2006. Геологический факультет. Тезисы докладов.
НовостиДень научного творчества студентов на кафедре петрологии МГУ
ДиссертацииОценка воздействия геологоразведочных работ на окружающую среду и природных рисков освоения рудных месторождений Камчатки: По теме диссертации опубликованы следующие работы
ТезисыРудная минерализация океанических реститовых ультрамафитов.:
ТезисыРудная минерализация океанических реститовых ультрамафитов.: Рудная минерализация океанических реститовых ультрамафитов.

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   
TopList Rambler's Top100