Кристаллические структуры и топология боратов с крупными катионами (Ba, Sr, Pb)

• Автор: Голубева, Светлана Альбертовна
• Шифр специальности: 25.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 108 с.

Оглавление:
Введение
Глава 1. Некоторые особенности кристаллохимии минералов бора и
синтетических соединений.
Глава 2. Рентгеноструктурные исследования боратов с крупными
катионами (Ва, 8г, РЬ).
Глава 3. Особенности кристаллохимии изученных
боратов с крупными катионами.
Заключение.
Приложения
Список литературы.
Введение.
При достаточно низкой концентрации бора в земной коре, составляющей всего -0.001%, бораты сравнительно широко распространены в природе. Известно 198 минеральных видов природных боратов и свыше 500 синтетических соединений. Бор, его кислородные и другие соединения используются в металлургии, микроэлектронике, оптической и полупроводниковой технике, стекольной и керамической промышленности, в медицине и многих других областях науки и техники. В настоящее время, после открытия нелинейно-оптических свойств бората бария ВаВ2С>4 (ВВО) и бората лития иВзСЬ (ЬВО), характеризующихся большими значениями нелинейных коэффициентов, высоким порогом разрушения и температурной стабильностью, благодаря которым они успешно используются для генерации 2-й гармоники ЛИГ: N (Г-лазеров, появился интерес к выращиванию и исследованию новых боратных соединений.
Связь между кристаллической структурой и оптическими свойствами боратов в целом, и особенно щелочных и щелочноземельных боратов, в последние годы стала предметом интенсивного изучения. Полученные при этом новые результаты выдвинули перед кристаллохимией новые задачи в рамках решения основной проблемы - поиска корреляций между условиями образования соединения, его кристаллической структурой и свойствами. Решение этой проблемы в первую очередь связано с синтезом новых соединений и их структурным изучением. Представляется также необходимым включить в область исследования природные объекты, структуры и свойства которых до настоящего времени были охарактеризованы весьма неполно. Чрезвычайно важно сопоставить и рассмотреть природные и синтетические соединения в рамках единых классификационных схем.
Сказанное свидетельствует о большой актуальности работ по исследованию кристаллогенезиса в боратных системах, структурному изучению образующихся при этом фаз, строение которых характеризуется простыми и усложненными анионами из В-0 треугольников и В-О тетраэдров. Именно эти положения по отношению к серии боратов с крупными катионами Ва, Бг и РЬ составили главное содержание данной работы.
Основная цель работы состояла в изучении конституции и сравнительной кристаллохимии большой группы природных и синтетических

боратов с крупными катионами Ва, 8г и РЬ. При этом разрабатывались следующие конкретные задачи:
• Изучение продуктов кристаллогенезиеа и кристаллохимических аспектов фазообразования в гидротермальных системах АС1(А2С03) - ВаО(РЬО)-В203 - Н20, где А - одновалентные катионы Ьл, Г!а, К, КЬ, Се;
• Определение восьми кристаллических структур природных и синтетических боратов с крупными катионами Ва, Бг и РЬ;
• Сравнительный кристаллохимический анализ изученных соединений и их систематика в рамках единой классификационной схемы, а также выявление структурной обусловленности присущих им физических свойств;
При исследовании фазообразования в Ва- и РЬ-содержащих поликомпонентных боратных системах выделено семь новых соединений и определен их состав.
Впервые определены кристаллические структуры семи боратов бария и свинца, шесть из которых представляют собой новые структурные типы, а также структура минерала кургантаита- Са8г[Вз09]С1-Н20, относящегося к группе хильгардита, что послужило основой для восстановления его статуса в качестве самостоятельного минерального вида.
Исследованы кристаллохимические особенности и топология (В,О) -анионных комплексов большой группы природных и синтетических боратов с крупными катионами Ва, 8г, РЬ. Выделены основные строительные единицы в их структурах и выявлена их связь с ВаО/В2Оз отношениями и кислотноосновными свойствами среды кристаллогенезиеа.
Проведенные исследования необходимы для разработки ряда прикладных проблем минералогии, в том числе для получения синтетических соединений -как оригинальных, так и аналогов различных минералов - с комплексом заданных свойств. Выполненные структурные расшифровки позволили установить состав ряда новых, впервые исследованных кристаллов, а также минерала кургантаита. Таблицы кристаллографических данных для изученных соединений использованы при формировании международных баз рентгенографических данных 1С8Б и 10)0.
Результаты проведенных исследований использованы в отдельных разделах учебных курсов «Рентгенография минералов» и «Рентгеноструктурный анализ»,

Таблица 12. Координаты атомов и параметры атомных смещений О’изо
(или Шкв*, А ) в структуре Ва2[В5О9]С1‘0.5Н2О.
Атом х/а у/Ь г/с 7/экв* и 7/изо
Ва1 0.9812(2) 0.7188(2) 0.9591(3) 0.0128(7)
Ва2 0.7331(2) 0.5405(2) 0.2944(3) 0.0155(7)
В1 0.543(3) 0.733(3) 0.977(9) 0.007(9)
В2 0.757(3) 0.984(3) 0.329(6) 0.000(8)
ВЗ 0.824(3) 0.795(3) 0.463(8) 0.000(6)
В4 0.708(4) 0.707(5) 0.77(1) 0.03(1)
В5 0.729(3) 0.810(3) 0.096(7) 0.003(8)
01 0.765(2) 0.799(2) 0.894(4) 0.004(5)
02 0.584(2) 0.709(2) 0.803(5) 0.012(6)
03 0.930(2) 0.766(2) 0.543(5) 0.020(7)
04 0.729(2) 0.717(3) 0.561(4) 0.015(6)
05 0.798(2) 0.918(2) 0.470(5) 0.017(6)
06 0.816(2) 0.759(2) 0.234(4) 0.009(6)
07 0.618(2) 0.757(2) 0.145(4) 0.004(5)
08 0.758(2) 0.599(2) 0.868(5) 0.015(6)
09 0.718(2) 0.937(2) 0.149(4) 0.001(5)
0** 1/2 0 0.246(7) 0.016(9)
СП 0 0 0.958(5) 0.040(4)
С12 1/2 0 0.749(2) 0.016(3)
* I/.экв для Ва1 и Ва2 ** Молекулы НгО