Электронная структура ванадийсодержащих апатитоподобных соединений кальция, изоморфно модифицированных щелочными и редкоземельными металлами

Abstract

Исследовано влияние замещения ионов Ca²⁺ в решётке ванадатоапатита (по схеме 2Me²⁺ = Ln³⁺ + A⁺; Ln = La, Nd, Sm, Gd, Ho; A = Li, Na, K, Rb, Cs) редкоземельными и щелочными металлами на закономерности формирования электронного строения кристаллов. Установлено, что при модифицировании редкоземельными металлами замещение кальция происходит предпочтительно в Ca(₂)-позиции структуры апатита, а при изоморфном модифицировании щелочными элементами замещение происходит в обеих кристаллографических позициях. Обсуждается участие валентных и субвалентных атомных оболочек в образовании химических связей, анализируются данные об участии 4f-электронов редкоземельных элементов в формировании структуры рентгеноэлектронных спектров и химических связей с атомами окружения.

Досліджено вплив заміщення йонів Ca²⁺ у ґратниці ванадатоапатиту (за схемою 2Me²⁺ = Ln³⁺ + A⁺; Ln = La, Nd, Sm, Gd, Ho; A = Li, Na, K, Rb, Cs) рідкісноземельними та лужними металами на закономірності формування електронної будови кристалів. Встановлено, що при модифікуванні рідкісноземельними металами заміщення Кальцію відбувається переважно в Ca(₂)-позиції структури апатиту, а при ізоморфному модифікуванні лужними елементами заміщення відбувається в обох кристалографічних позиціях. Обговорюється участь валентних та субвалентних атомових оболонок в утворенні хемічних зв’язків, аналізуються дані про участь 4f-електронів рідкісноземельних елементів у формуванні структури рентґеноелектронних спектрів та хемічних зв’язків з атомами оточення.

The influence of Ca²⁺ ions substitution with the rare-earth and alkali metals in the lattice of vanadate apatite (according to scheme 2Me²⁺ = Ln³⁺ + A⁺; Ln = La, Nd, Sm, Gd, Ho; A = Li, Na, K, Rb, Cs) on the regularities of the formation of crystals’ electronic structure is studied. As established, in the case of modification with the rare-earth metals, the calcium substitution occurs preferably in Ca(₂)-position of the apatite structure, and at modifications with alkaline elements, the isomorphous substitution occurs in both crystallographic positions. The participation of the valence and subvalence atomic shells in the formation of chemical bonds is discussed, data on the participation of 4f-electrons of rare-earth elements in formation of the structure of XPS spectra and chemical bonds with the atoms of the environment are analysed.