Оливиндин кристаллдык структурасы деген эмне?

Оливиндин кристалл түзүлүшү орторомбдук түзүлүштөн турат, мында изоляцияланган кремний-кычкылтек тетраэдралары (SiO₄) октаэдрдик участокторду ээлеген металл катиондор менен байланышкан. Бул түзүлүштү октаэдрдик боштуктардын жарымы магний же темир иондору жана -сегизден бир бөлүгү кремний ээлеген тетраэдрдик боштуктар менен толтурулган кычкылтек атомдорунун алты бурчтуу жакын-жыйма массиви катары элестетүүгө болот.

Оливин тобу орторомбдук кристалл системасында Pbnm космостук тобунун астында кристаллдашат (альтернативдик орнотууларда Pnma катары да белгиленген). Бул негизги симметрия атомдордун кристалл торчосунда кантип жайгашарын аныктайт жана минералдын физикалык касиеттерине түздөн-түз таасир этет.

Бирдик уячасы төрт формула бирдигин (Z=4) камтыйт жана тик бурчта кесилишкен үч бирдей эмес окту көрсөтөт. Форстерит (Mg₂SiO₄) үчүн типтүү торчо параметрлери болжол менен=4.75 Å, b=10.20 Å жана c=5.98 Å. Фаялитте (Fe₂SiO₄) бул параметрлер магнийге салыштырмалуу темирдин иондук радиусу чоңураак болгондуктан,=4.82 Å, b=10.48 Å жана c=6.09 Å чейин бир аз кеңейет.

Pbnm космостук топтун белгилөө маанилүү структуралык деталдарды ачып берет. Бул мейкиндик тобу күзгү тегиздиктерин жана инверсия борборун камтыйт, бул атомдук позицияларда белгилүү бир симметрия чектөөлөрүн жаратат. Түзүмдүн ичинде үч кристаллографиялык айырмаланган кычкылтек позициясы (O1, O2, O3) бар, O1 жана O2 күзгү тегиздигинде жатат, ал эми O3 өзгөчө симметриясыз жалпы абалды ээлейт.

Оливиндин түзүлүшүнүн борборунда обочолонгон SiO₄⁴⁻ тетраэдр жатат, мында борбордук кремний атому курчап турган төрт кычкылтек атому менен коваленттүү байланышат. Бул тетраэдрлер толугу менен көз карандысыз{1}}боливинди незосиликат же ортосиликат катары классификациялаган кошуна тетраэдрлер менен кычкылтек атомдорун бөлүшпөйт. Ар бир Si-O байланышынын өлчөмү болжол менен 1,63-1,66 Å жана күчтүү коваленттүү мүнөзгө ээ.

Тетраэдр кристаллографиялык с-ок огуна параллелдүү катарларды бойлой өйдө жана ылдый багыт боюнча кезектешип турат. Бул кезектешип түзүлүш структуранын ичинде металл катиондору жашай турган каналдарды түзөт. Кремний иону күзгү тегиздигинде жайгашкан бир гана кристаллографиялык жактан айырмаланган жерди ээлейт, башкача айтканда, структурадагы бардык кремний атомдору симметрия операциялары менен байланышкан.

Металл катиондору (адатта Mg²⁺ же Fe²⁺) M1 жана M2 деп белгиленген эки октаэдрдик участокту ээлейт. M1 сайты инверсия борборунда жайгашкан жана курчап турган алты кычкылтек атому менен бир кыйла бурмаланган октаэдрди түзөт. Металл-м1деги кычкылтек байланышынын узундугу магний үчүн болжол менен 2,07-2,13 Å чейин. M2 сайты күзгү тегиздигинде жатат жана MO аралыктары 2,04-2,21 Å болгон чоңураак, регулярдуу октаэдрди түзөт.

M1 жана M2 сайттарынын ортосундагы айырма ар кандай катиондор түзүлүштө өзүн кантип бөлүштүрүүгө олуттуу таасир этет. Магний-темирдин катуу эритмеси сериясында Mg²⁺ жана Fe²⁺ сайттын артыкчылыктарын аз көрсөтөт-экөө тең M1 жана M2 участокторун ээлейт. Бирок, монтицеллит (CaMgSiO₄) сыяктуу кальций{8}}барган оливиндерде чоңураак Ca²⁺ иондору кененирээк M2 жерлерге кирет, ал эми Mg²⁺ кичине M1 позицияларын жактырат.

olivine crystal structure

Оливин түзүлүшүн сүрөттөөнүн альтернативалуу жолу кычкылтек астындагы торчого басым жасайт. Кычкылтек аниондору а- огунун боюнда тизилген болжол менен алты бурчтуу жакын{1}}пакеттелген (hcp) массивди түзөт. Бул алкак кремний жана металл катиондору өздөрүн жайгаштырууга негиз берет.

Бул hcp кычкылтек түзүлүшүнүн ичинде металл катиондору октаэдрдик боштуктардын жарымын толтурса, кремний атомдору тетраэдрдик боштуктардын -сегизден бирин ээлейт. Сайттын бул тандалма ээлиги M₂SiO₄ мүнөздүү оливин стехиометриясын түзөт, мында M эки валенттүү металл катиондорун билдирет.

Ар бир кычкылтек атому бир кремний жана үч металл атому менен байланышып, тыгыз үч өлчөмдүү алкак түзүшөт. Кычкылтек атомдору эквиваленттүү эмес{2}}кычкылтектин үч позициясы (O1, O2, O3) бир аз башкача байланыш чөйрөсүнө жана кошуна атомдорго болгон аралыкка ээ. Кычкылтек сайттарындагы бул өзгөрүү жалпы структуралык татаалдыкка өбөлгө түзөт жана жылуулук кеңейүү жана кысулуу сыяктуу касиеттерге таасирин тийгизет.

Четтерин бөлүштүрүүчү октаэдрлердин катмарлары-обочолонгон SiO₄ тетраэдралары менен кайчылаш-тегиздигине параллель (100) созулат. Бул катмарлуу мүнөздөмөсү колдонулган стрессте өзгөчө маанилүү болуп калат, анткени ал оливиндин Жер мантиясындагы механикалык жана сейсмикалык касиеттерине таасир этүүчү потенциалдуу тайгалануу тегиздигин жаратат.

Оливиндин кристаллдык түзүлүшү магний учу-мүчөсү форстерит (Mg₂SiO₄) менен темирдин учу-мүчөсү фаялиттин (Fe₂SiO₄) ортосунда үзгүлтүксүз катуу эритмени камтыйт. Бул толук аралашуу Mg²⁺ (иондук радиусу ~0,72 Å) жана Fe²⁺ (иондук радиусу ~0,77 Å) өлчөмү боюнча 7%га жакын гана айырмалангандыктан, алардын кристалл түзүмүн олуттуу бурмалоосуз эркин алмаштырууга мүмкүндүк бергендиктен бар.

Композициялар шарттуу түрдө Фо₇₀Fa₃₀ (же жөн эле Fo₇₀) сыяктуу молярдык пайыздар менен көрсөтүлөт, бул 70% форстерит жана 30% фаялитти билдирет. Мафикалык тектерден чыккан табигый оливиндер адатта Fo₅₀ден Fo₉₀ге чейин өзгөрөт, ал эми мантиялык оливиндер көбүнчө магнезиялуу, курамы Fo₈₈ден Fo₉₂ге чейин.

тор параметрлери темир мазмуну менен дээрлик сызыктуу өсөт. Fe²⁺ Mg²⁺ ордуна келгендиктен, бирдик клетка кеңейет, анткени темирдин чоңураак өлчөмү атомдорду бир аз алыстатат. Бул байланыш бирдик клетка өлчөмдөрү акылга сыярлык тактык менен оливин курамын аныктоо үчүн колдонулушу мүмкүн деп алдын ала болуп саналат.

Негизги Mg-Fe алмаштыруусунан тышкары, оливиндин түзүлүшү башка катиондорду аз өлчөмдө камтышы мүмкүн. Кальций M2 сайтты артык, чектелген санда түзүмүн кирет. Марганец (тефроитте, Mn₂SiO₄) магний же темирди толугу менен алмаштыра алат. Никелдин, хромдун, атүгүл темирдин (Fe³⁺) издүү өлчөмдөрү октаэдрдик участокторго азыраак өлчөмдө болсо да алмаштырылышы мүмкүн.

Оливиндин түзүлүшү белгилүү бир басым жана температура шарттарында гана туруктуу бойдон калат. Жердин ичинде тереңдик өскөн сайын, оливин түзүлүшү энергетикалык жактан жагымсыз болуп, ар кандай кристалл структуралары менен тыгызыраак полиморфтарга айланат.

Болжол менен 410 км тереңдикте (14 ГПага жакын басымга туура келет) оливин вадслейитке экзотермикалык фазага өтүшөт. Бул трансформация олуттуу структуралык кайра түзүүнү камтыйт, мында кычкылтек астындагы торчо алты бурчтуу жабуудан-кубдуураак түзүлүшкө жылат. Вадслейит орторомбдук симметрияны сактайт, бирок октаэдрдик координацияда кремний атомдору менен модификацияланган шпинельге окшош структураны кабыл алат.

Жер мантиясынын тереңирээк жеринде, болжол менен 520 км тереңдикте (18-20 ГПа) вадслейит кубдук шпинель түзүлүшүн кабыл алган рингвудитке айланат. Рингвудитте бардык кремний тетраэдрдик позицияларды эмес, октаэдрдик жерлерди ээлейт. Бул фазалык өтүүлөр сейсмологдор сейсмикалык толкундун ылдамдыгынын үзгүлтүктөрү катары аныктаган тыгыздыктын кескин көбөйүшүнө алып келет.

Бул өтүүлөрдүн пайда болгон басымы температурага жана курамына көз каранды. Темирге бай оливин-магнийге бай сортторго караганда төмөнкү басымда өзгөрөт. 800 градуста таза форстерит 11,8 ГПада вадслейитке айланат, ал эми вадслейит-рингвудитке өтүү-14 ГПадан жогору болот. Темир учу{10}}фаялит вадслейиттин структурасын толугу менен өткөрүп жиберет жана төмөнкү басымда түз эле ахренситке (темир{11}}темирди камтыган рингвудиттин аналогуна) айланат.

olivine crystal structure

Оливиндин түзүлүшү колдонулган басымга-ар кандай кристаллографиялык багыттардын ар кандай ылдамдыкта кысуусуна анизотроптук жооп берет. M2 октаэдр M1 октаэдрине караганда форстериттен фаялитке чейинки бардык композициялар боюнча оңой кысып калат. Бул дифференциалдык кысуу M2 сайты чоңураак баштапкы көлөмгө жана анын байланыш конфигурациясында ийкемдүүлүккө ээ болгондуктан пайда болот.

8 ГПа чейин бир{0}}кристалл- нурларынын дифракциясын изилдөөлөр M2-O байланыштарынын узундугу M1-O байланыштарына караганда басым астында тезирээк кыскарарын көрсөттү. M1 октаэдри темирдин курамынын көбөйүшү менен салыштырмалуу азыраак кысылып калат, бул парадоксалдуу түрдө жапырт модулдун (кысылууга жалпы каршылык) форстериттен фаялитке чейин бир аз көбөйүшүнө алып келет - темир магнийден оор болгондуктан, алгач карама-каршы натыйжа.

Температура структурага ар кандай таасир этет. Жылытуу бирдик клетканын кеңейишине алып келет, b- огу эң чоң жылуулук кеңейүү коэффициентин көрсөтөт. Форстериттин 900 градуска чейинки жогорку -температуралык изилдөөлөрү M-O байланыштарынын узундугу системалуу түрдө көбөйөрүн көрсөтүп турат, бирок негизги структуралык топология эрүү температурасы жакындаганга чейин өзгөрүүсүз кала берет.

SiO₄ тетраэдралары металл{0}}кычкылтек октаэдрине салыштырмалуу абдан катуу. Si-O байланыштарынын узундугу Si-O байланыштары күчтүү коваленттүү мүнөзгө ээ болгондуктан басым же температура менен минималдуу өзгөрөт. Структуралык ийкемдүүлүктүн көбү M-O байланыш узундугун жана көп жүздүүлөрдүн ортосундагы бурчтарды тууралоодон келип чыгат, тескерисинче, көп жүздүүлөрдүн кысылуусу эмес.

Оливин структуралык негизи маанилүү технологиялык колдонууну табатлитий темир фосфат батареялары(LiFePO₄ же LFP). 1996-жылы катод материалы катары ачылган, литий темир фосфаты обочолонгон силикат тетраэдринин ордун фосфат топтору менен бирге, минералдык оливин сыяктуу эле негизги оливин структурасын кабыл алат.

LiFePO₄да структура торчо параметрлери a=6.008 Å, b=10.334 Å жана c=4.693 Å менен орторомбиялык симметрияны (Pnma/Pbnm мейкиндик тобу) сактайт. Темир атомдору октаэдрдик участокторду ээлейт (FeO₆ октаэдрди түзүшөт), ал эми фосфор атомдору тетраэдрдик жерлерде (PO₄ тетраэдрди түзүшөт), металл жана кремний атомдору минералдык оливинде жайгашуусуна окшош.

Негизги айырма кошумча литий катиондорунда жатат. Литий иондору зигзаг түрүндө тизилген структуранын ичиндеги октаэдрдик каналдарда жайгашкан. Батареяны заряддоо жана зарядсыздандыруу учурунда литий иондорун бул каналдардан кайра алып чыгып, негизги оливин алкагын кыйратпастан салууга болот. Литий кирип-чыгып жатканда заряддын балансын сактоо үчүн темир Fe²⁺ жана Fe³⁺ ортосунда редокс циклине өтөт.

Бул структуралык туруктуулук-бекем оливин архитектурасынан тукум кууп өткөн-LiFePO₄ батареяларына өзгөчө коопсуздук мүнөздөмөлөрүн жана узак иштөө мөөнөтүн берет. Фосфаттык тетраэдрдеги күчтүү P-O коваленттик байланыштары кычкылтектин бөлүнүп чыгышына туруштук берип, башка литий-батареялардын башка химиялык элементтерин кыйнаган жылуулук качуу реакцияларынын алдын алат. Коммерциялык LFP батарейкалары кубаттуулукту сактап туруп, 3000ден ашык кубаттоо{8}}разрядга жете алат.

Оливиндин түзүлүшү бир чектөөлөрдү киргизет: литий иондору үч өлчөмдө эркин кыймылдабастан, кристаллографиялык октордун боюнда-бир өлчөмдүү каналдар аркылуу диффузияланышы керек. Бул иондук өткөргүчтүктү жана ылдамдыгын чектейт. Изилдөөчүлөр муну наноструктура (диффузия жолдорун кыскартуу үчүн бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн азайтуу) жана көмүртек каптоо (электрондук өткөргүчтүктү жакшыртуу) аркылуу чечишет. Литий марганец темир фосфаты (LMFP) сыяктуу модификацияланган версиялар оливин түзүмүн сактап, иштөө чыңалуусун жогорулатуу үчүн марганецти бир аз темирге алмаштырат.

Оливиндин түзүлүшүн заманбап түшүнүү биринчи кезекте рентген нурларынын дифракция ыкмаларынан келип чыгат. Уильям Лоуренс Брэгг жана Г.Б.Браун биринчи жолу 1926-жылы рентген кристаллографиясынын алгачкы ыкмаларын колдонуу менен форстериттин кристаллдык түзүлүшүн аныкташкан. Алардын эмгеги силикат минералогиясы үчүн негизги түшүнүк болгон обочолонгон SiO₄ тетраэдралардан турган оливинди аныктады.

Структураны так аныктоо үчүн бир-кристаллдык рентген нурларынын дифракциясы алтын стандарт бойдон калууда. Кичинекей оливин кристалы (адатта 0,1-0,5 мм) гониометрге орнотулуп, рентген нуру аркылуу айланат. Натыйжадагы дифракция үлгүсү миңдеген жеке чагылууларды камтыйт, алардын ар бири кристаллографиялык тегиздиктердин башка жыйындысын билдирет. Татаал программалык камсыздоо атомдук позицияларды, жылуулук параметрлерин жана сайттын ээлөөлөрүн байкалган дифракциянын интенсивдүүлүгүнө дал келүү үчүн тактайт.

Нейтрондук дифракция суутек атомдорун (суу фазаларында) табуу жана магний жана алюминий сыяктуу электрондордун саны окшош элементтерди айырмалоо үчүн өзгөчө баалуу кошумча маалымат берет. Нейтрон эксперименттери чоңураак кристаллдарды жана нейтрон булактары бар адистештирилген түзүлүштөрдү талап кылат, бирок алар магниттик структураларды жана кээ бир жеңил элементтердин ордун аныктоо үчүн жогорку тактыкты сунуштайт.

Өткөрүүчү электрондук микроскоп (TEM) оливин түзүмүн нано масштабда изилдеп, кемчиликтерди, домен чектерин жана дифракциялык методдорго көрүнбөгөн жергиликтүү вариацияларды ачат. Жогорку-резолюциялуу TEM атомдордун тизилишин түз элестетип, жеке атомдук мамычаларды сүрөткө тарта алат. Бул деформацияланган үлгүлөрдү же структурасы кичине аралыкта өзгөрүп турган фазалык өтүүлөрдү изилдөөдө өзгөчө күчтүү болот.

Раман жана инфракызыл спектроскопия термелүү режимдери аркылуу оливиндин түзүлүшүн изилдейт. SiO₄ тетраэдринин төрт негизги термелүү режими бар жана алардын жыштыгы Si-O байланышынын күчү жана аны курчап турган структуралык чөйрөгө көз каранды. Курамы бул термелүү жыштыктарына болжолдуу түрдө таасир этет-форстерит фаялитке караганда башка спектрдик чокуларды көрсөтөт, анткени Fe-O байланыштары Mg-O байланыштарына караганда алсызыраак. Бул спектроскопиялык ыкмалар кыйратуучу эмес-иштейт жана кичинекей үлгүлөрдү же кошулмаларды мүнөздөй алат.

Кристаллографиялык түзүлүш оливиндин байкала турган касиеттерин түздөн-түз көзөмөлдөйт. Минерал адатта зайтун{1}}жашыл болуп көрүнөт, анткени октаэдрдик координациядагы Fe²⁺ иондору белгилүү бир толкун узундуктарындагы жарыкты сиңирип, жашыл түстү өткөрөт. Таза форстерит түссүздөн ачык сарыга-жашылга чейин, ал эми темирге бай-композициялар кочкул жашылдан күрөң-карага чейин көрүнөт.

Октаэдр менен байланышкан обочолонгон тетраэдрлердин үч өлчөмдүү алкагы бардык багытта бирдей күчтүү байланыштарды пайда кылгандыктан, оливин бөлүнүү эмес, конкоидалдык жараканы көрсөтөт. Слюдалардагы же катмарлуу силикаттардагы барак структураларына окшош структурада алсыздыктын тегиздиги жок. Оливин сынганда, ал белгилүү бир кристаллографиялык тегиздикте бөлүнбөй, түзүм боюнча туура эмес сынат.

Орторомбдук симметрия анизотроптук касиеттерди жаратат{0}}физикалык мүнөздөмөлөр кристаллографиялык багытка жараша өзгөрөт. Сейсмикалык толкундун ылдамдыгы кристалл окторуна салыштырмалуу таралуу багытына жараша айырмаланат. Ылдам ылдамдык багыты a-окуна, орточо ылдамдык c-окуна жана жай ылдамдык b-окуна туура келет. Мантиянын оливининдеги бул сейсмикалык анизотропия геофизиктерге мантиянын агымынын багытын жана чоңдугун чечмелөөгө жардам берет.

Катуулугу (Мохс шкаласы боюнча 6,5{3}}7) жана тыгыздыгы (форстерит үчүн 3,27-3,37 г/см³, фаялит үчүн 4,39 г/см³) экөө тең структуранын бекем таңгалышы жана металл-кычкылтек байланыштарынын бекемдигине тиешелүү. Оливиндин түзүлүшүндөгү тыгызыраак кычкылтек алкагы жана кыскараак металл-кычкылтек аралыктары жердин терең шарттарында химиялык кыйроого чыдамдуу катуу, тыгыз минералды жаратат.

olivine crystal structure

Чыныгы оливин кристаллдары алардын жүрүм-турумуна олуттуу таасир этүүчү структуралык кемчиликтерди камтыйт. Чекиттик кемчиликтерге вакансиялар (жетишпеген атомдор), интерстициалдык элементтер (адатта ээлебеген орундарга сыгылган кошумча атомдор) жана алмаштыруучу кемчиликтер (кадимки сайттардагы туура эмес атомдор) кирет. Бул кемчиликтер сейрек болсо да, иондук кыймыл үчүн жолдорду түзүү аркылуу диффузиянын ылдамдыгын жана электр өткөргүчтүгүн көзөмөлдөйт.

Кадимки кристаллографиялык түзүлүш бузулган-дислокациялар{1}}оливиндин механикалык касиеттерине үстөмдүк кылган сызыктардын кемчиликтери. Дислокациялык сойлоо (бул сызык кемтиктеринин кристалл аркылуу жылышы) геологиялык убакыт масштабында мантиялык оливинде негизги деформация механизмин билдирет. Слип системалары (кристаллографиялык тегиздиктер жана дислокация кыймылынын багыттары) оливин бүртүкчөлөрү кандайча деформацияланарын жана артыкчылыктуу кристаллографиялык багыттарды иштеп чыгышын аныктайт.

Дан чек аралары жана эгиз чектер сыяктуу кеңейтилген кемчиликтер кристаллдык структура бир ориентациядан экинчисине өтүүчү интерфейстерди түзөт. Бул чектер механикалык күчкө таасир этет жана химиялык өзгөртүү үчүн тез диффузия жолдорун камсыз кылат. Дислокация массивдеринен турган-төмөнкү{3}}бурчтук чектер-деформацияланган оливинде өнүгүп, деформациянын тарыхын жазышат.

Жер бетинде оливин күчтүү түзүлүшүнө карабастан тез аба ырайына кирет. Суу молекулалары оливин рамкасына реакция кылып, кемчиликтерди жана дан чектерин бойлото алат. Эң кеңири таралган өзгөрүү продуктусу бул серпентин, суу молекулалары структурага киргенде пайда болот: 2Mg₂SiO₄ + 3H₂O → Mg₃Si₂O₅(OH)₄ + Mg(OH)₂. Бул реакция баштапкы көлөмдү 30-40% кеңейтет жана баштапкы оливин структурасын бузат, аны силикат катмарлары менен алмаштырат.

Башка өзгөртүү продуктыларына иддингсит (темир оксиддери менен чопо минералдарынын майда бүртүкчөлөрү- аралашмасы) жана боулингит (гидратталган темир-силикаттары бар) кирет. Бул өзгөртүү процесстери жаракалар жана кристалл четтери боюнча эң ылдам жүрүп, суу түзүмгө оңой жете алат. Толук псевдоморфтук алмаштыруу пайда болушу мүмкүн, мында өзгөртүлгөн материал тышкы кристалл формасын сактап калат, ал эми ички структурасы толугу менен экинчи минералдарга айланат.

Оливиндин түзүлүшү башка силикат минералдарынан эмнеси менен айырмаланат?

Оливиндин курамында обочолонгон SiO₄ тетраэдралары бар, алар бири-бири менен кычкылтек атомдорун бөлүшпөйт, аны незосиликат катары аныктайт. Бул чынжырлуу силикаттардан (пироксендер сыяктуу), барак силикаттарынан (слюдалар сыяктуу) жана алкактык силикаттардан (кварц сыяктуу) карама-каршы келет, мында тетраэдра кеңейтилген структураларды түзүү үчүн кычкылтек бөлүшөт. Бөлүнгөн тетраэдра металл-кычкылтек байланыштары менен бириктирилген тыгыз үч өлчөмдүү тармакты түзөт.

Эмне үчүн оливиндин эки башка металл сайттары бар (M1 жана M2)?

Орторомбдук симметрия жана кычкылтек атомдорунун өзгөчө таңгактоо тартиби бир аз айырмаланган өлчөмдөрү жана бурмалары бар эки кристаллографиялык жактан айырмаланган октаэдрдик абалды түзөт. M1 инверсия борборунда жайгашкан жана кичине жана бурмаланган, ал эми M2 күзгү тегиздигинде жатат жана чоңураак жана регулярдуу. Бул айырмачылык кайсы катиондор кайсы жерлерге артыкчылык берерине таасир этет жана материалдын физикалык касиеттерин көзөмөлдөйт.

Композиция оливин кристаллынын түзүлүшүнө кандай таасир этет?

Форстерит{0}}фаялит сериясы боюнча темир магнийди алмаштыргандыктан, бирдик клетка бир калыпта кеңейет, анткени Fe²⁺ Mg²⁺ден чоңураак. Негизги структуралык топология өзгөрүүсүз бойдон-бир эле мейкиндик тобу, ошол эле атомдук позициялар, бирдей координация чөйрөлөрү. Байланыш узундугу бир аз көбөйөт, бирок атомдордун жайгашуусу негизинен окшош бойдон калууда. Бул акыркы мүчөлөрдүн-мүчөлөрүнүн ортосунда толук бекем чечимге мүмкүндүк берет.

Оливиндин структурасы сууну же башка учуучу заттарды кабыл алабы?

Стандарттык оливин структурасында гидроксил топтору же молекулалык суулар жок. Бирок, суутектин аз өлчөмдөгү бөлүгү чекит кемтиктери катары-эреже катары, кычкылтек атомдорун алмаштыруучу OH топтору катары кошулушу мүмкүн же кадимки бош жерлерде жашаган. Бул "суунун" мазмуну өтө төмөн бойдон калууда (адатта<50 ppm by weight), but even trace hydrogen significantly affects electrical conductivity and diffusion rates. Water content increases with pressure, making transition zone olivine polymorphs potentially important water reservoirs in Earth's deep interior.

Оливин кристаллынын структурасы төмөнкү негизги мүнөздөмөлөрдү көрсөтөт:

Кристалл системасы: Pbnm мейкиндик тобу менен орторомбиялык (же альтернативалуу шартта Pnma)

Тор параметрлери:

Форстерит: a ≈ 4,75 Å, b ≈ 10,20 Å, c ≈ 5,98 Å

Фаялит: a ≈ 4,82 Å, b ≈ 10,48 Å, c ≈ 6,09 Å

Building Blocks: Металл{0}}кычкылтек октаэдрлери (MO₆) аркылуу туташтырылган изоляцияланган SiO₄ тетраэдра

Металл сайттар: Эки башка октаэдрдик сайттар (M1 жана M2) ар кандай өлчөмдөрү жана бурмалоолор менен

Кычкылтек позициялары: Асимметриялык бирдикте үч кристаллографиялык айырмаланган кычкылтек сайттары

Структуралык түрү: Тетраэдрдик жана октаэдрдик боштуктардагы катиондору бар алты бурчтуу жакын-кычкылтек массивдери

Классификация: Незосиликат (ортосиликат) обочолонгон тетраэдрдик бирдиктердин эсебинен

Координациялоо: 4-координациядагы Si (тетраэдрдик), 6-координациядагы М катиондору (октаэдрдик)

Бул структуралык негиз геологиялык чөйрөдө кеңири композициялык диапазондордо туруктуулукту сактоо менен, ошондой эле технологиялык колдонмолордо алдыңкы батарея материалдары үчүн негизди камсыз кылуу менен укмуштуудай бекем экендигин далилдейт. Оливин структурасынын күчтүү коваленттүү Si-O байланыштары менен ийкемдүү металл-кычкылтек координациясынын айкалышы аны Жердин эң маанилүү жана ар тараптуу минералдык структураларынын бири кылат.