+ OH– ? Y3+ + O2– атомы иттрия располагаются в треугольниках из атомов кальция и имеют к.ч. 7. В их координационный многогранник входят ионы OH– и O2–, не входящие в состав фосфат-аниона. Показано, что расстояния между атомами Са2 в треугольниках и расстояния между кислородом, заместившим OH– и центром треугольника при вхождении в структуру иттрия уменьшаются, что приводит к понижению внутренней энергии в кристалле.
На основании сопоставления рассчитанных энтальпий смешения и энергий решёток ГА и ГА, модифицированного иттрием, показано, что положительная энтальпия смешения почти полностью компенсируется уменьшением внутренней энергии системы за счёт вхождения в структуру ионов с большим зарядом (Y3+, O2–) вместо ионов с меньшим зарядом (Ca2+, OH–), что свидетельствует о практически одинаковой вероятности замещения по обеим исследованным схемам.
На основании анализа изменения фазового состава изученных систем, изменения параметров элементарных ячеек, результатов РСА, а также кристаллохимических расчётов показано, что в использованных нами условиях в системах M(II)5-2xM(I)xM(III)x(PO4)3OH образуются три области твёрдых растворов: гомогенная и гетерогенная области при замещении по схеме 2М2+ > М3+ + М+ и гетерогенная область замещения по схеме М2+ + OH– > М3+ + O2–.
Создана электронная база данных по пределам изоморфных замещений (областях растворимости) в кристаллах, которая размещена в сети Интернет по адресу wwws.dongu.donetsk.ua/chempage/i-page/db/. В банк данных включены и результаты изучения областей растворимости в исследованных нами системах.
Ключевые слова: изоморфное замещение, гидроксиапатит, кальций, стронций, иттрий, висмут, щелочные элементы, база данных.
SUMMARY
Karmalitskiy V.А. - Isomorphous replacements of calcium and strontium on alkaline elements and Y (Bi) in structure of apatite.
The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of chemical sciences on a speciality 02.00.01. - inorganic chemistry. - Donetsk national technical university, Donetsk, 2003.
The dissertation is devoted to definition of areas of solubility on a basis hydroxyapatite of calcium and strontium, at their replacement by ions of bismuth and yttrium together with alkali metals. With the help X-rey diffraction is established width homogeneous area in systems Ca5-2xYxM(I)x(PO4)3OH (where M - Li, Na, K), Sr5-2xYxM(I)x(PO4)3OH, Ca5-2xBixM(I)x(PO4)3OH and Ca5-xMIIIx(PO4)3OH1-xOx (where M(III) - Y, Bi). At study of dependence of parameters of a unit cell from composition was established. By method of X-ray crystal analysis of a powder is established a rule of atoms in apatite structure.
By method of IR-spectroscopy was established, that in all systems, in homogeneous area there is a significant reduction of intensity of strips valent and libration of fluctuations it - groups which are not included in composition of water. It can be caused by in parallel proceeding replacement under the circuit 2ОН– > О2– + ? and М2+ + ОН– > М3+ + О2–.
On the basis of the analysis of change of phase composition of the investigated systems, change of parameters of unit cells, results X-ray structure analysis, and also crystal chemistry of accounts is shown, that in conditions, utilised by us, in systems M(II)5-2xM(I)xM(III)x(PO4)3OH three areas of solid solutions are formed: homogeneous and heterogeneous area at replacement under the circuit 2М2+ > М3+ + М+ and heterogeneous area of replacement under the circuit М2+ + OH– > М3+ + O2–.
The electronic database on isomorphous substitutions including the back-end interface and search mechanism has been created and submitted in a network the Internet to the address wwws.dongu.donetsk.ua/chempage/i-page/db/
Keywords: isomorphous replacement, hydroxyapatite, calcium, strontium, yttrium, bismuth, alkaline elements, database.
Підписано до друку 20.12.2003р.
Формат 60х841/16. Папір офсетний
Гарнітура "Тimes". Друк різографія.
Тираж 100 прим. Зам. №27/258.
ТОВ “Вега-Принт”, вул Університетська, 48
Тел. (062) 337-35-36