Замещение ионов кальция ионами 3d-металлов и Mg в структуре апатита

Abstract

Путём комбинирования различных спектральных методов и квантово-механических расчётов проведено исследование изменения строения валентной полосы апатита кальция при изоморфных замещениях ионов кальция ионами 3d-металлов и магнием. Установлены закономерности формирования электронно-энергетической структуры и характера химических связей в исследуемой серии апатитоподобных соединений. Определены эффекты в эволюции структуры валентных полос и зарядовых состояний атомов в зависимости от типа и степени допирования 3d-металлами и магнием. Корреляция положений и формы линий расчётных и экспериментальных данных свидетельствует о предпочтительном вхождении 3d-металлов в Са₍₂₎-позиции структуры апатита.

Шляхом комбінування різних спектральних метод і квантово-механічних розрахунків проведено дослідження зміни будови валентної смуги апатиту кальцію при ізоморфних заміщеннях йонів Кальцію йонами 3d-металів і Магнієм. Встановлено закономірності формування електронно-енергетичної структури та характеру хемічних зв’язків у досліджуваній серії апатитоподібних сполук. Визначено ефекти в еволюції структури валентних смуг і зарядових станів атомів, залежно від типу та ступеня допування 3d-металами і Магнієм. Кореляція положень і форми ліній розрахункових і експериментальних даних свідчить про переважне втілення 3d-металів у Са₍₂₎-позиції структури апатиту.

Changes in the structure of the valence band of calcium apatite because of isomorphous substitutions of calcium ions by 3d-metal ions and magnesium are investigated using combination of various spectral methods and quantum-mechanical calculations. The regularities in the formation of the electron-energy structure and the nature of chemical bonds in the series of apatite-like compounds are established. Effects in the evolution of the structure of valence bands and charge states of atoms are determined depending on the type and degree of doping with 3d-metals and magnesium. Correlation of the lines’ positions and shape for the calculated and experimental data indicates the preferable introduction of 3d-metals into the Ca₍₂₎-position of the apatite structure.