Olivin Kristal Strukturu nədir?

Olivin kristal quruluşu təcrid olunmuş silisium-oksigen tetraedlərinin (SiO₄) oktaedral yerləri tutan metal kationları ilə birləşdirildiyi ortorombik quruluşdan ibarətdir. Bu strukturu altıbucaqlı yaxın{2}}oxtaedral boşluqların yarısı maqnezium və ya dəmir ionları ilə doldurulmuş və-tetraedral boşluqların səkkizdə biri silisiumla dolu olan oksigen atomlarının altıbucaqlı yaxın-materialı kimi təsəvvür etmək olar.

Olivin qrupu ortoromb kristal sistemində Pbnm kosmik qrupu altında kristallaşır (alternativ parametrlərdə Pnma kimi də təyin olunur). Bu əsas simmetriya atomların kristal qəfəsdə necə yerləşdiyini müəyyənləşdirir və mineralın fiziki xüsusiyyətlərinə birbaşa təsir göstərir.

Vahid xana dörd düstur vahidindən (Z=4) ibarətdir və düz bucaq altında kəsişən üç qeyri-bərabər ox nümayiş etdirir. Forsterit (Mg₂SiO₄) üçün tipik qəfəs parametrləri təxminən=4.75 Å, b=10.20 Å və c=5.98 Å-dir. Fayalitdə (Fe₂SiO₄) bu parametrlər maqneziumla müqayisədə dəmirin daha böyük ion radiusuna görə=4.82 Å, b=10.48 Å və c=6.09 Å qədər bir qədər genişlənir.

Pbnm kosmik qrupunun təyin edilməsi mühüm struktur detallarını ortaya qoyur. Bu fəza qrupu atom mövqelərində xüsusi simmetriya məhdudiyyətləri yaradan güzgü təyyarələri və inversiya mərkəzini ehtiva edir. Struktur daxilində üç kristalloqrafik fərqli oksigen mövqeyi (O1, O2, O3) mövcuddur, O1 və O2 güzgü müstəvilərində yerləşir, O3 isə xüsusi simmetriya olmadan ümumi mövqe tutur.

Olivinin strukturunun mərkəzində təcrid olunmuş SiO₄⁴⁻ tetraedr yerləşir, burada mərkəzi silisium atomu ətrafdakı dörd oksigen atomuna kovalent şəkildə bağlanır. Bu tetraedrlər tamamilə müstəqildir-onlar oksigen atomlarını qonşu tetraedralarla paylaşmırlar, olivinləri nezosilikat və ya ortosilikat kimi təsnif edirlər. Hər bir Si{3}}O bağı təqribən 1,63-1,66 Å ölçülür və güclü kovalent xarakter nümayiş etdirir.

Tetraedr oriyentasiyada növbələşir, kristalloqrafik c-oxuna paralel cərgələr boyunca yuxarı və aşağı istiqamətlənir. Bu alternativ tənzimləmə strukturda metal kationların yerləşə biləcəyi kanallar yaradır. Silikon ionu, güzgü müstəvisində oturan yalnız bir kristalloqrafik fərqli yeri tutur, yəni quruluşdakı bütün silikon atomları simmetriya əməliyyatları ilə əlaqələndirilir.

Metal kationları (adətən Mg²⁺ və ya Fe²⁺) M1 və M2 etiketli iki fərqli oktaedral sahəni tutur. M1 sahəsi inversiya mərkəzində oturur və ətrafdakı altı oksigen atomu ilə daha təhrif olunmuş oktaedr əmələ gətirir. M1-də metal-oksigen bağı uzunluqları maqnezium üçün təxminən 2,07-2,13 A arasında dəyişir. M2 sahəsi güzgü müstəvisində yerləşir və MO məsafələri 2,04-2,21 Å olan daha böyük, daha müntəzəm oktaedr yaradır.

M1 və M2 sahələri arasındakı fərq müxtəlif kationların strukturda necə paylanmasına əhəmiyyətli təsir göstərir. Maqnezium-dəmir bərk məhlullar seriyasında Mg²⁺ və Fe²⁺ az sayta üstünlük verir-hər ikisi güclü seçicilik olmadan M1 və M2 yerləri tutur. Bununla belə, montisellit (CaMgSiO₄) kimi kalsium{8}}daşıyan olivinlərdə daha böyük Ca²⁺ ionları üstünlük olaraq daha geniş M2 sahələrinə daxil olur, Mg²⁺ isə daha kiçik M1 mövqelərinə üstünlük verir.

olivine crystal structure

Olivin quruluşunu təsvir etmək üçün alternativ bir yol oksigen alt qəfəsini vurğulayır. Oksigen anionları a-oxu boyunca yığılmış təqribən altıbucaqlı yaxın{1}}bağlanmış (hcp) massiv təşkil edir. Bu çərçivə silikon və metal kationlarının yerləşdiyi iskele təmin edir.

Bu hcp oksigen quruluşunda metal kationlar mövcud oktaedral boşluqların yarısını doldurur, silikon atomları isə tetraedral boşluqların -səkkizdə birini tutur. Bu selektiv sahə işğalı M₂SiO₄ üçün xarakterik olivin stoxiometriyasını yaradır, burada M ikivalentli metal kationlarını təmsil edir.

Hər bir oksigen atomu bir silisium və üç metal atomu ilə birləşərək sıx üçölçülü çərçivə yaradır. Oksigen atomları ekvivalent deyil{2}}üç fərqli oksigen mövqeyi (O1, O2, O3) bir qədər fərqli bağlanma mühitinə və qonşu atomlara olan məsafələrə malikdir. Oksigen yerlərindəki bu dəyişiklik ümumi struktur mürəkkəbliyinə kömək edir və termal genişlənmə və sıxılma kimi xüsusiyyətlərə təsir göstərir.

Kənar -paylaşan oktaedr təbəqələri (100) müstəviyə paralel uzanır, təcrid olunmuş SiO₄ tetraedra ilə çarpaz-birləşir. Bu laylı xüsusiyyət, tətbiq olunan stress altında xüsusilə vacib olur, çünki o, Yer mantiyasında olivinin mexaniki və seysmik xüsusiyyətlərinə təsir edən potensial sürüşmə təyyarələri yaradır.

Olivinin kristal quruluşu maqnezium ucu-üzvü forsterit (Mg₂SiO₄) və dəmir ucu-üzvü fayalit (Fe₂SiO₄) arasında davamlı bərk məhlulu yerləşdirir. Mg²⁺ (ion radiusu ~0,72 Å) və Fe²⁺ (ion radiusu ~0,77 Å) ölçülərinə görə cəmi 7% fərqləndiyinə görə bu tam qarışma mövcuddur ki, bu da onların kristal quruluşunu əhəmiyyətli dərəcədə təhrif etmədən sərbəst şəkildə əvəz etməyə imkan verir.

Tərkiblər şərti olaraq Fo₇₀Fa₃₀ (və ya sadəcə Fo₇₀) kimi molar faizlərlə ifadə edilir ki, bu da 70% forsterit və 30% fayalit olduğunu göstərir. Mafik süxurlardan olan təbii olivinlər adətən Fo₅₀-dən Fo₉₀ arasında dəyişir, mantiya olivinləri isə ümumiyyətlə daha çox maqnezivdir, Fo₈₈-dən Fo₉₂ ətrafında olan kompozisiyalar.

Şəbəkə parametrləri dəmir tərkibi ilə demək olar ki, xətti artır. Fe²⁺ Mg²⁺-ni əvəz etdikcə, vahid hüceyrə genişlənir, çünki dəmirin daha böyük ölçüsü atomları bir az da uzaqlaşdırır. Bu əlaqə o qədər proqnozlaşdırıla bilər ki, vahid hüceyrə ölçüləri olivin tərkibini ağlabatan dəqiqliklə müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilər.

Əsas Mg-Fe əvəzetməsindən başqa, olivin strukturuna az miqdarda digər kationlar daxil ola bilər. Kalsium struktura məhdud miqdarda daxil olur, M2 sahəsinə üstünlük verir. Manqan (tefroitdə Mn₂SiO₄) maqneziumu və ya dəmiri tamamilə əvəz edə bilər. İz miqdarda nikel, xrom və hətta dəmir dəmir (Fe³⁺) daha kiçik nisbətlərdə olsa da, oktaedral yerləri əvəz edə bilər.

Olivin strukturu yalnız xüsusi təzyiq və temperatur şəraitində sabit qalır. Yerdə dərinlik artdıqca, olivin quruluşu enerji baxımından əlverişsiz olur və müxtəlif kristal quruluşlu daha sıx polimorflara çevrilir.

Təxminən 410 km dərinlikdə (təqribən 14 GPa təzyiqə uyğun) olivin vadsleyitə ekzotermik faza keçidindən keçir. Bu transformasiya oksigen alt qəfəsinin altıbucaqlı yaxın paketdən-daha kubik quruluşa doğru sürüşdüyü əhəmiyyətli struktur yenidən qurulmasını əhatə edir. Vadsleyit ortorombik simmetriyanı saxlayır, lakin oktaedral koordinasiyada bəzi silikon atomları ilə-dəyişdirilmiş şpinel kimi strukturu qəbul edir.

Yer mantiyasının daha dərinliyində, təxminən 520 km dərinlikdə (18-20 GPa) vadsleyit kubik şpinel quruluşunu qəbul edən ringwoodite çevrilir. Ringwooditdə bütün silisium tetraedral mövqelərdən çox oktaedral yerləri tutur. Bu faza keçidləri seysmoloqların seysmik dalğa sürətlərində fasilələr kimi aşkar etdiyi kəskin sıxlığın artmasına səbəb olur.

Bu keçidlərin baş verdiyi təzyiq temperatur və tərkibdən asılıdır. Dəmir{1}}zəngin olivin, maqneziumla zəngin-zəngin növlərdən daha aşağı təzyiqlərdə çevrilir. 800 dərəcə temperaturda təmiz forsterit 11,8 GPa-da vadsleyitə çevrilir, vadsleyit-ringwoodite-keçid isə 14 GPa-dan yuxarı olur. Dəmir uc-üzvü fayalit vadsleyit strukturunu tamamilə atlayır və daha aşağı təzyiqlərdə birbaşa ahrensite (dəmir-daşıyan ringwoodite analoqu) çevrilir.

olivine crystal structure

Olivin strukturu tətbiq olunan təzyiqə-müxtəlif kristalloqrafik istiqamətlərin müxtəlif sürətlə sıxılmasına anizotrop reaksiya verir. M2 oktaedr forsteritdən fayalitədək bütün kompozisiyalar arasında M1 oktaedronundan daha asan sıxılır. Bu diferensial sıxılma, M2 sahəsinin daha böyük ilkin həcminə və bağlanma konfiqurasiyasında daha çox çevikliyə malik olması səbəbindən baş verir.

8 GPa-a qədər olan tək-x-kristal difraksiya tədqiqatları M2-O bağ uzunluqlarının təzyiq altında M1-O bağlarından daha sürətli qısaldığını aşkar edir. M1 oktaedri artan dəmir miqdarı ilə nisbətən daha az sıxılır, bu da paradoksal olaraq kütlə modulunun (sıxılmaya ümumi müqavimətin) forsteritdən fayalitə qədər bir qədər artmasına səbəb olur - dəmir maqneziumdan daha ağır olduğundan ilkin olaraq əks nəticədir.

Temperatur quruluşa fərqli təsir göstərir. Qızdırma vahid hüceyrənin genişlənməsinə səbəb olur, b-oxu ən böyük istilik genişlənmə əmsalını göstərir. 900 dərəcəyə qədər olan forsterit üzərində yüksək-temperatur tədqiqatları göstərir ki, M-O bağ uzunluqları sistematik olaraq artır, lakin ərimə temperaturu yaxınlaşana qədər əsas struktur topologiyası dəyişməz qalır.

SiO₄ tetraedra metal oksigen oktahedrləri ilə müqayisədə olduqca sərtdir. Si-O bağlarının uzunluqları Si-O bağlarının güclü kovalent xarakterinə görə təzyiq və ya temperaturla minimal olaraq dəyişir. Struktur çevikliyin əksəriyyəti çoxüzlülərin sıxılmasından daha çox M-O bağ uzunluqlarında və çoxüzlülər arasındakı bucaqlarda düzəlişlərdən irəli gəlir.

Olivin struktur çərçivəsi mühüm texnoloji tətbiq tapırlitium dəmir fosfat batareyaları(LiFePO₄ və ya LFP). 1996-cı ildə katod materialı kimi kəşf edilən litium dəmir fosfat, təcrid olunmuş silikat tetraedri əvəz edən fosfat qrupları olsa da, mineral olivinlə eyni əsas olivin quruluşunu qəbul edir.

LiFePO₄-da struktur a=6.008 Å, b=10.334 Å və c=4.693 Å qəfəs parametrləri ilə ortorombik simmetriyanı (pnma/Pbnm fəza qrupu) saxlayır. Dəmir atomları oktaedral yerləri tutur (FeO₆ oktahedr əmələ gətirir), fosfor atomları isə metal və silikon atomlarının mineral olivində necə düzüldüyünə bənzər tetraedral yerlərdə (PO₄ tetraedr əmələ gətirir) oturur.

Əsas fərq əlavə litium kationlarındadır. Litium ionları quruluş daxilində ziqzaq şəklində düzülmüş səkkizbucaqlı kanallarda yerləşir. Batareyanın doldurulması və boşaldılması zamanı litium ionları əsas olivin çərçivəsini yıxmadan bu kanallardan geri çevrilə bilər və onlara daxil edilə bilər. Litium içəriyə və xaricə doğru hərəkət edərkən yük balansını qorumaq üçün dəmir Fe²⁺ və Fe³⁺ arasında redoks dövriyyəsindən keçir.

Güclü olivin arxitekturasından miras qalan-bu struktur sabitlik-LiFePO₄ batareyalarına müstəsna təhlükəsizlik xüsusiyyətləri və uzun dövriyyə müddəti verir. Fosfat tetraedrindəki güclü P-O kovalent bağlar oksigenin buraxılmasına müqavimət göstərərək, bəzi digər litium{4}}ion batareyalarının kimyasına təsir edən termal qaçaq reaksiyaların qarşısını alır. Kommersiya LFP batareyaları tutumunu saxlayarkən 3000-dən çox doldurma{8}}boşaltma dövrünə nail ola bilər.

Olivin strukturu bir məhdudiyyət qoyur: litium ionları üç ölçüdə sərbəst hərəkət etməkdənsə, kristalloqrafik oxlar boyunca bir ölçülü kanaldan-diffüz edilməlidir. Bu, ion keçiriciliyini və sürət qabiliyyətini məhdudlaşdırır. Tədqiqatçılar bunu nanostrukturlaşdırma (diffuziya yollarını qısaltmaq üçün hissəciklərin ölçüsünü azaltmaq) və karbon örtüyü (elektron keçiriciliyi yaxşılaşdırmaq) vasitəsilə həll edirlər. Litium manqan dəmir fosfat (LMFP) kimi dəyişdirilmiş versiyalar olivin quruluşunu qoruyur, eyni zamanda iş gərginliyini artırmaq üçün bəzi dəmirlə manqan əvəz edir.

Olivin strukturunun müasir anlayışı ilk növbədə X-şüalarının difraksiya üsullarından irəli gəlir. William Lawrence Bragg və GB Brown ilk dəfə 1926-cı ildə erkən rentgen kristalloqrafiya üsullarından istifadə edərək forsteritin kristal quruluşunu təyin etdilər. Onların işi olivininin təcrid olunmuş SiO₄ tetrahedradan-silikat mineralogiyası üçün əsas anlayış olduğunu müəyyən etdi.

Tək{0}}kristal X-difraksiyası dəqiq struktur təyini üçün qızıl standart olaraq qalır. Kiçik bir olivin kristalı (adətən 0,1{4}}0,5 mm) qoniometrə quraşdırılır və rentgen şüası vasitəsilə fırlanır. Yaranan difraksiya nümunəsi hər biri fərqli kristalloqrafik müstəviləri təmsil edən minlərlə fərdi əksi ehtiva edir. Mürəkkəb proqram müşahidə olunan difraksiya intensivliyinə uyğunlaşdırmaq üçün atom mövqelərini, istilik parametrlərini və sahənin işğalını dəqiqləşdirir.

Neytron difraksiyası hidrogen atomlarının (sulu fazalarda) yerləşdirilməsi və maqnezium və alüminium kimi oxşar elektron sayına malik elementləri ayırd etmək üçün xüsusilə dəyərli olan tamamlayıcı məlumat verir. Neytron təcrübələri daha böyük kristallar və neytron mənbələri olan xüsusi qurğular tələb edir, lakin onlar maqnit strukturlarını və bəzi işıq elementlərinin mövqelərini təyin etmək üçün üstün dəqiqlik təklif edir.

Transmissiya elektron mikroskopiyası (TEM) olivin strukturunu nanomiqyasda tədqiq edir, qüsurları, sahə sərhədlərini və difraksiya üsullarına görünməyən yerli variasiyaları aşkar edir. Yüksək-rezolyusiyaya malik TEM ayrı-ayrı atom sütunlarını təsvir edə, atomların düzülməsini birbaşa vizuallaşdıra bilər. Bu, strukturun kiçik məsafələrdə dəyişdiyi deformasiya olunmuş nümunələri və ya faza keçidlərini öyrənərkən xüsusilə güclü olur.

Raman və infraqırmızı spektroskopiya vibrasiya rejimləri vasitəsilə olivin quruluşunu araşdırır. SiO₄ tetraedr dörd əsas vibrasiya rejiminə malikdir və onların tezlikləri Si-O bağının gücündən və ətrafdakı struktur mühitdən asılıdır. Tərkib bu vibrasiya tezliklərinə proqnozlaşdırıla bilən üsullarla təsir edir-forsterit fayalitdən fərqli spektral zirvələr göstərir, çünki Fe-O bağları Mg-O bağlarından zəifdir. Bu spektroskopik üsullar dağıdıcı deyil-və kiçik nümunələri və ya daxilolmaları xarakterizə edə bilər.

Kristaloqrafik quruluş birbaşa olivinin müşahidə olunan xüsusiyyətlərinə nəzarət edir. Mineral adətən zeytun{1}}yaşıl görünür, çünki oktaedral koordinasiyada Fe²⁺ ionları müəyyən dalğa uzunluqlarında işığı udur və yaşıl rəngi ötürür. Saf forsterit rəngsizdən solğun sarıya-yaşıl, dəmir-zəngin kompozisiyalar isə daha tünd yaşıldan qəhvəyi-qaraya qədər görünür.

Olivin parçalanma deyil, konxoidal sınıq nümayiş etdirir, çünki oktaedraya bağlanmış təcrid olunmuş tetraedrlərin üçölçülü çərçivəsi-bütün istiqamətlərdə eyni dərəcədə güclü bağlar yaradır. Slyuda və ya təbəqə silikatlarında təbəqə konstruksiyaları ilə müqayisə edilə bilən strukturda zəiflik müstəviləri yoxdur. Olivin parçalandıqda, spesifik kristalloqrafik müstəvilər boyunca parçalanmaqdansa, struktur boyunca qeyri-müntəzəm şəkildə qırılır.

Ortorombik simmetriya anizotrop xassələr yaradır{0}}fiziki xüsusiyyətlər kristalloqrafik istiqamətə görə dəyişir. Seysmik dalğaların sürətləri kristal oxlarına nisbətən yayılma istiqamətindən asılı olaraq fərqlənir. Sürətli sürət istiqaməti a-oxuna, orta sürət c-oxuna, yavaş sürət isə b-oxuna uyğundur. Mantiya olivinindəki bu seysmik anizotropiya geofiziklərə mantiya axınının istiqamətini və miqyasını şərh etməyə kömək edir.

Sərtlik (Mohs şkalası üzrə 6,5{3}}7) və sıxlıq (forsterit üçün 3,27-3,37 q/sm³, fayalit üçün 4,39 q/sm³) hər ikisi strukturun sıx bağlanması və metal-oksigen bağlarının möhkəmliyi ilə əlaqədardır. Olivin strukturunda daha sıx oksigen çərçivəsi və daha qısa metal-oksigen məsafələri dərin Yer şəraitində kimyəvi aşınmaya davamlı sərt, sıx mineral yaradır.

olivine crystal structure

Həqiqi olivin kristalları davranışlarına əhəmiyyətli dərəcədə təsir edən struktur qüsurlarını ehtiva edir. Nöqtə qüsurlarına boş yerlər (itkin atomlar), interstisiallar (normal olaraq boş mövqelərə sıxılmış əlavə atomlar) və əvəzedici qüsurlar (normal yerlərdə səhv atomlar) daxildir. Bu qüsurlar nadir olsa da, ion hərəkəti üçün yollar yaradaraq diffuziya sürətlərini və elektrik keçiriciliyini idarə edir.

Olivinin mexaniki xassələrində-müntəzəm kristalloqrafik quruluşun pozulduğu dislokasiyalar-xətt qüsurları. Dislokasiya sürünməsi (bu xətt qüsurlarının kristal vasitəsilə hərəkəti) geoloji zaman şkalası altında mantiya olivinində əsas deformasiya mexanizmini təmsil edir. Xüsusi sürüşmə sistemləri (kristalloqrafik müstəvilər və dislokasiya hərəkətinin istiqamətləri) olivin dənələrinin necə deformasiya etdiyini və üstünlük verilən kristalloqrafik istiqamətləri inkişaf etdirdiyini müəyyən edir.

Taxıl sərhədləri və əkiz sərhədlər kimi genişləndirilmiş qüsurlar kristal quruluşun bir oriyentasiyadan digərinə keçdiyi interfeyslər yaradır. Bu sərhədlər mexaniki gücə təsir edir və kimyəvi dəyişikliklər üçün sürətli diffuziya yollarını təmin edir. Deformasiya olunmuş olivində dislokasiya massivlərindən ibarət-aşağı-aşağı bucaq sərhədləri-inkişaf edir və deformasiya tarixini qeyd edir.

Yer səthində olivin möhkəm quruluşuna baxmayaraq sürətlə havaya məruz qalır. Su molekulları olivin çərçivəsi ilə reaksiya verərək qüsurlar və taxıl sərhədləri boyunca nüfuz edə bilər. Ən çox görülən dəyişiklik məhsulu serpantindir, su molekulları quruluşa daxil olduqda əmələ gəlir: 2Mg₂SiO₄ + 3H₂O → Mg₃Si₂O₅(OH)₄ + Mg(OH)₂. Bu reaksiya orijinal həcmi 30-40% genişləndirir və orijinal olivin strukturunu məhv edərək onu təbəqə silikat təbəqələri ilə əvəz edir.

Digər dəyişdirmə məhsullarına iddingsit (dəmir oksidləri və gil minerallarının xırda dənəli-qarışığı) və boulinqit (hidratlanmış dəmir-daşıyan silikatlar) daxildir. Bu dəyişdirmə prosesləri suyun struktura ən asan daxil ola biləcəyi çatlar və kristal kənarları boyunca ən sürətlə gedir. Tam psevdomorfik əvəzlənmə baş verə bilər, burada dəyişdirilmiş material xarici kristal formasını saxlayır, daxili struktur isə tamamilə ikinci dərəcəli minerallara çevrilir.

Olivin quruluşunu digər silikat minerallarından nə ilə fərqləndirir?

Olivin, bir-biri ilə oksigen atomlarını paylaşmayan, onu nezosilikat kimi təyin edən təcrid olunmuş SiO₄ tetraedraları ehtiva edir. Bu, tetrahedranın geniş strukturlar yaratmaq üçün oksigenləri paylaşdığı zəncir silikatları (piroksenlər kimi), təbəqə silikatları (slyuda kimi) və çərçivə silikatları (kvars kimi) ilə ziddiyyət təşkil edir. İzolyasiya edilmiş tetraedra metal oksigen bağları ilə bir yerdə saxlanılan-sıx üç ölçülü şəbəkə yaradır.

Niyə olivin iki fərqli metal sahəsinə malikdir (M1 və M2)?

Ortorombik simmetriya və oksigen atomlarının xüsusi qablaşdırma düzülüşü bir qədər fərqli ölçülər və təhriflərlə iki kristalloqrafik fərqli oktaedral mövqe yaradır. M1 inversiya mərkəzində oturur və daha kiçik və daha təhrif olunur, M2 isə güzgü müstəvisində yerləşir və daha böyük və daha nizamlıdır. Bu fərq hansı kationların hansı sahələrə üstünlük verdiyinə təsir edir və materialın fiziki xassələrinə nəzarət edir.

Kompozisiya olivin kristal quruluşuna necə təsir edir?

Dəmir forsterit-fayalit seriyasında maqneziumu əvəz etdiyi üçün vahid hüceyrə bərabər şəkildə genişlənir, çünki Fe²⁺ Mg²⁺-dən böyükdür. Əsas struktur topologiyası dəyişməz olaraq qalır-eyni fəza qrupu, eyni atom mövqeləri, eyni koordinasiya mühitləri. Bağ uzunluqları bir qədər artır, lakin atomların düzülüşü prinsipcə oxşar qalır. Bu, son-üzvlər arasında tam möhkəm həllə imkan verir.

Olivin strukturu su və ya digər uçucu maddələri yerləşdirə bilərmi?

Standart olivin strukturunda hidroksil qrupları və ya molekulyar su yoxdur. Bununla belə, iz miqdarda hidrogen nöqtə qüsurları kimi-adətən oksigen atomlarını əvəz edən və ya normal olaraq boş yerlərdə yaşayan OH qrupları kimi daxil ola bilər. Bu "su" məzmunları çox aşağı olaraq qalır (adətən<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.

Olivin kristal quruluşu aşağıdakı əsas xüsusiyyətləri nümayiş etdirir:

Kristal sistemi: Pbnm kosmik qrupu ilə ortorombik (və ya alternativ şəraitdə Pnma)

Şəbəkə Parametrləri:

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

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

Tikinti blokları: İzolyasiya edilmiş SiO₄ tetraedra metal{0}}oksigen oktaedrləri (MO₆) vasitəsilə bağlanır

Metal saytlar: Müxtəlif ölçülü və təhriflərə malik iki fərqli oktahedral sahə (M1 və M2).

Oksigen mövqeləri: Asimmetrik vahiddə üç kristalloqrafik fərqli oksigen sahəsi

Struktur növü: Tetraedral və oktaedral boşluqlarda kationları olan altıbucaqlı yaxın-paketlənmiş oksigen massivi

Təsnifat: İzolyasiya edilmiş tetraedral vahidlərə görə nesosilikat (ortosilikat).

Koordinasiya: 4 koordinasiyada Si (tetraedral), 6 koordinasiyada M kationları (oktaedral)

Bu struktur çərçivə olduqca möhkəm olduğunu sübut edir, geoloji mühitlərdə geniş kompozisiya diapazonlarında sabitliyi qoruyur, eyni zamanda texnoloji tətbiqlərdə qabaqcıl akkumulyator materialları üçün zəmin yaradır. Olivin strukturunun güclü kovalent Si-O bağlarının çevik metal-oksigen koordinasiyası ilə birləşməsi onu Yerin ən mühüm və çox yönlü mineral strukturlarından birinə çevirir.