Квантовомеханические расчеты электронного строения и атомной архитектуры апатитов кальция и кадмия

Abstract

Повнопотенцiальним методом ППВ + ло дослiджено електронну будову сполук Me10(PO4)6X2, де Me = Ca i Cd, а X = F, Cl, Br, OH. Встановлено, що структура i енергетичне положення особливостей повних i парцiальних густин станiв апатитiв кадмiю значно чуттєвiша до iзоморфних замiщень фтора на хлор, бром i гiдроксил в порiвняннi з апатитами кальцiю. Показана перевага структури P63/m для Ca10(PO4)6F2 та Ca10(PO4)6Cl2 порiвняно з P63. Для хлоро- i фтороапатитiв спостерiгалася слабка залежнiсть сумарної енергiї елементарної комiрки вiд положення анiона на осi с в межах просторової групи P63, що пiдтверджує лабiльнiсть структури апатитiв кальцiю вiдносно цiєї позицiї.

The electronic structures of compounds Me10(PO4)6X2, where Me = Ca or Cd and X = F, Cl, Br, OH are investigated, by using the full potential APW + lo method. The structure and the energy location of peculiarities of total and partial densities of states for cadmium apatites are established to be more sensitive to the isomorphic substitution of a fluorine anion for chlorine or bromine or OH group than for calcium ones. The P63/m space group is shown to be preferable for Ca10(PO4)6F2 and Ca10(PO4)6Cl2 than P63. The dependence of total energy per unit cell on the displacement of an anion along the c-axis for the space group P63 for Ca10(PO4)6F2 and Ca10(PO4)6Cl2 was proven to be extremely small that justifies the lability of the structure of calcium apatites with respect to this position.