Ano an Istruktura han Kristal han Olibina?

An olivine nga kristal nga istraktura in naglalakip hin usa ka orthorhombic arrangement kun diin an mga nahibulag nga silicon-oxygen tetrahedra (SiO4) in gindugtong hin metal nga mga kation nga nag-ookupar hin mga lugar nga oktahedral. Ini nga istraktura puyde ma-imagine komo usa ka hexagonal nga duok-naputos nga array hin mga atomo hin oksiheno, nga mayda katunga han mga bakante nga oktahedral nga napuno hin magnesium o puthaw nga mga ion ngan usa -kawalo nga tetrahedral nga bakante nga gin-okupar han silicon.

An grupo han olivina nagkristal ha orthorhombic nga sistema han kristal ha ilarom han grupo han espasyo nga Pbnm (gintudlok gihapon nga Pnma ha alternatibo nga mga kahimtang). Inin batakan nga simetrya naghahatag hin kahulogan kon paonan-o an mga atomo nag-aayos han ira kalugaringon ha sulod han kristal nga rehas ngan direkta nga nakakaimpluwensya ha pisikal nga mga kalidad han mineral.

An yunit nga selyula mayda upat nga yunit hin pormula (Z=4) ngan nagpapakita hin tulo nga diri patas nga mga ehe nga nagtatapo ha tama nga mga anggulo. Para sa forsterite (Mg2SiO4), ang tipikal nga mga parameter sa lattice gibana-bana nga a=4.75 Å, b=10.20 Å, ug c=5.98 Å. Ha fayalite (Fe2SiO4), ini nga mga parameter nag-expand hin gutiay ngadto ha a=4.82 Å, b=10.48 Å, ngan c=6.09 Å tungod han mas dako nga ionic radius han puthaw kon ikukumpara ha magnesium.

An pagtawag han grupo han kawanangan han Pbnm nagpapakita hin importante nga mga detalye han istraktura. Ini nga grupo han espasyo mayda mga eroplano nga espiho ngan sentro hin pagbaliktad, nga naghimo hin mga partikular nga mga pagpugong hin simetrya ha mga posisyon han atomo. Tulo nga mga posisyon han oksiheno (O1, O2, O3) nga magkalainlain ha kristalografiya in naeksister ha sakob han istraktura, nga an O1 ngan O2 nahimumutang ha mga plano nga salamin samtang an O3 nag-ookupar hin pankabug-osan nga posisyon nga waray espesyal nga simetrya.

Ha butnga han istraktura han olibina nahimumutang an nahibubulag nga SiO4− nga tetrahedron, nga diin usa nga butnga nga atomo han silicon nakikig-usa ha upat nga nakapalibot nga atomo han oksiheno. Ini nga mga tetrahedra in hul-os nga naglulugaring-diri hira nagsasaro hin mga atomo hin oksiheno ha mga sapit nga tetrahedra, nga nagklasipika han olivina komo usa ka nesosilicate o orthosilicate. An kada Si-O nga bugkos nagsusukol hin mga 1.63-1.66 Å ngan nagpapakita hin makusog nga kinaiya nga covalent.

An tetrahedra nagsasaliwnan hin oryentasyon, nagtutudlok ha igbaw ngan ha ubos ha mga laray nga parallel ha kristalografiko nga c-axis. Inin nagsasaliwnan nga kahikayan naghihimo hin mga aragian ha sulod han istraktura diin mahimo umukoy an mga metal nga kation. An silicon ion nag-ookupar la hin usa nga lugar nga naiiba ha kristalografiya nga nalingkod ha usa nga espiho nga plano, nga nangangahulogan nga tanan nga mga atomo nga silicon ha istraktura may kalabutan pinaagi hin mga operasyon hin simetriya.

An mga kation nga metal (kasagaran Mg2+ o Fe2+) nag-ookupar hin duha nga magkalainlain nga oktahedral nga mga lugar nga may marka nga M1 ngan M2. An M1 nga lugar nalingkod ha usa nga sentro han pagbaliktad ngan naghihimo hin mas baliko nga oktahedron nga mayda unom nga nakapalibot nga mga atomo hin oksiheno. An mga kahilaba han metal nga bugkos han oksiheno ha M1 tikang ha ginbabanabana nga 2.07 2.13 Å para han magnesium. An M2 nga lugar nahimumutang ha ispiho nga plano ngan naghihimo hin mas dako, mas regular nga oktahedron nga mayda mga distansya han MO nga naabot hin 2.04-2.21 Å.

An pagkaiba-iba han M1 ngan M2 nga mga lugar mayda mahinungdanon nga mga implikasyon kun tipaunanho an magkalainlain nga mga kation nagpapasarang han ira kalugaringon ha istraktura. Sa magnesium -puthaw nga solido nga solusyon nga serye, ang Mg2 + ug Fe2+ nagpakita sa gutiay nga kagustuhan sa lugar -nga pareho nag-okupar sa M1 ug M2 nga mga lugar nga walay makusog nga pagpili. Bisan pa, ha mga olibina nga nagdadara hin kalsiyum sugad han montellite (CaMgSiO4), an mas dagko nga mga ion nga Ca2+ mas karuyag nga sumulod ha mas haluag nga mga M2 nga mga lugar samtang an Mg2+ nagpapabor ha mas gudti nga mga posisyon han M1.

olivine crystal structure

An usa nga iba nga paagi ha paghulagway han istraktura han olibina nagpapabug-at han sub-rehas han oksihina. An mga anion han oksihina nagpoporma hin ginbabanabana nga heksagonal nga duok nga naputos (hcp) nga array nga nakatambak ha axis. Ini nga balangkas naghahatag han andamio nga diin an mga kation han silikon ngan metal nabutang han ira kalugaringon.

Ha sakob hini nga hcp nga kahikayan han oksihina, an mga metal nga kation nagpupuno han katunga han mga makukuha nga mga bakante nga oktahedral, samtang an mga atomo nga silikon nag-ookupar hin usa-ikawalo nga bahin han mga bakante nga tetrahedral. Ini nga pinili nga pag-okupar han lugar naghimo han kinaiya nga olibina nga estoikiometrya han M2SiO4, diin an M nagrirepresentar hin mga kation nga metal nga may-ada balor.

An kada atomo han oksiheno nagbubugkos ha usa nga silikon ngan tulo nga metal nga atomo, nga naghihimo hin madakmol nga tulo-dimensyonal nga balangkas. An mga atomo han oksihina diri katumbas-an tulo nga magkalainlain nga posisyon han oksihina (O1, O2, O3) mayda gutiay nga magkalainlain nga mga palibot han pagsumpay ngan mga distansya ngadto han mga sapit nga atomo. Ini nga pagbag-o ha mga lugar han oksihina in nakakaamot han kabug-usan nga pagkakomplikado han istraktura ngan nakakaapekto hin mga kabtangan sugad han pagpahaluag han kapaso ngan pag-ipit.

An mga sapaw han ligid -nga nagpaangbit hin oktahedra nag-uunat nga katugbang han (100) nga patag, krus-nga ginsumpay han nahibubulag nga SiO4 nga upat nga hedra. Ini nga mga layer nga kinaiya nagigin labi nga importante ha ilarom han gin-aplikar nga tensyon, tungod kay ini naghihimo hin mga potensyal nga pag-isol nga mga eroplano nga nakakaimpluwensya han mekanikal ngan seismiko nga mga kabtangan han olibina ha mantel han Kalibutan.

An istraktura han kristal han Olivine nag-aakomodar hin padayon nga solido nga solusyon ha butnga han magnesium nga katapusan-myembro nga forsterite (Mg2SiO4) ngan han puthaw nga katapusan{1}}membro nga fayalite (Fe2SiO4). Ini nga bug-os nga pagkasagol naeksister tungod kay an Mg2+ (iyoniko nga radius ~0.72 Å) ngan Fe2+ (iyoniko nga radiyos ~0.77 Å) magkaiba ha kadako hin mga 7% la, nga nagtutugot ha ira nga magsaliwan hin libre nga diri dako an pagtuyok han istraktura han kristal.

An mga komposisyon konbensyonal nga ginpapahayag komo molar nga porsyento, sugad han Fo₇0 Fa30 (o simply Fo₇0), nga nagpapakita hin 70% nga forsterite ngan 30% nga fayalite. An mga natural nga olibina tikang ha mafic nga mga bato kasagaran tikang ha Fo55 ngadto ha Fo60, samtang an mga olibina han mantel kasagaran mas magnesiano, nga mayda mga komposisyon ha palibot han Fo₈9 ngadto ha Fo22.

An mga parametro han rehas nagtitikadamo nga haros linyado nga may sulod nga puthaw. Samtang an Fe2+ nasaliwan han Mg2+, an yunit nga selyula nag-uuswag tungod kay an mas daku nga kadaku han puthaw nagduduso han mga atomo nga magkaiba hin gutiay. Ini nga relasyon matatag-an gud salit an mga sukol han yunit nga selyula mahimo gamiton ha paghibaro han komposisyon han olibina nga may makatadunganon nga katukma.

Labot la han mayor nga pagliwan han Mg-Fe, an istraktura han olibina in makakag-upod hin gutiay nga kantidad hin iba nga mga kation. An kalsyo nasulod ha istraktura ha limitado nga kadamo, mas karuyag an M2 nga lugar. An manganeso (ha tephroite, Mn2SiO4) in bug-os nga makakaliwan han magnesium o puthaw. An mga gutiay nga kantidad han nikel, kromo, ngan bisan han puthaw nga puthaw (Fe3+) mahimo magsaliwan ngadto ha mga lugar nga may oktahedral, bisan kon ha mas gutiay nga mga sukol.

An istraktura han olivina nagpapabilin nga marig-on la ilarom han espisipiko nga mga kahimtang han presyon ngan temperatura. Samtang nagtitikadamo an kahilarom ha sakob han Tuna, an kahikayan han olibina nagigin diri maupay ha enerhiya ngan nagbabag-o ngadto hin mas madakmol nga mga polimorpo nga mayda iba-iba nga mga istraktura han kristal.

Ha ginbabana-bana nga 410 km nga kahilarom (katugbang han mga pressure ha palibot han 14 GPa), an olibina in umagi hin exothermic phase transition ngadto ha wadsleyite. Ini nga pagbag-o nag-uupod hin mahinungdanon nga pag-areglo utro han istraktura diin an sublattice han oksihina nabalhin tikang ha heksagonal nga duok-pagputos ngadto hin mas kubiko nga pag-areglo. An wadsleyite nagpapabilin han orthorhombic simetry pero nag-adoptar hin ginbag-o nga spinel-like nga istraktura nga mayda pipira nga mga atomo nga silicon ha octahedral nga koordinasyon.

Mas hilarom ha mantel han Kalibutan, ha mga 520 km kahiladman (18-20 GPa), an wadsleyite nagbabag-o ngadto ha ringwoodite, nga nag-adoptar hin cubic spinel nga istraktura. Ha ringwoodite, tanan nga silicon nag-ookupar hin mga oktahedral nga lugar imbes nga tetrahedral nga mga posisyon. Ini nga mga pagbalhin han hugna nagigin hinungdan han tigda nga pag-umento han densidad nga nakikita han mga sismologo sugad nga mga pag-undang ha mga kalaksi han balud han linog.

An presyur nga nahitatabo hini nga mga pagbalhin nadepende ha temperatura ngan komposisyon. An puthaw -riko nga olivina nagbabag-o ha mas hamubo nga mga presyur kaysa han magnesium{2}}riko nga mga klase. Ha 800 grado , an puro nga forsterite nabalhin ngadto ha wadsleyite ha 11.8 GPa, samtang an wadsleyite-nga-ringwoodite nga pagbalhin nahitatabo ha igbaw han 14 GPa. An puthaw nga katapusan -myembro nga fayalite nalaktaw sa wadsleyite nga istraktura sa bug-os ngan nagbabag-o direkta ngadto sa ahrensite (puthaw -nagdadara nga analogo nga ringwoodite) sa mas ubos nga mga presyur.

olivine crystal structure

An istraktura han olivina nabaton hin diri-pariho ha igin-aplikar nga pag-ipit-iba-iba nga direksyon han kristal nga nagkukumpiskar ha iba-iba nga kalaksi. An M2 nga oktahedro mas madali nga magkompres kaysa han M1 nga oktahedro ha bug-os nga mga komposisyon tikang ha forsterito ngadto ha fayalite. Ini nga pagkaiba-iba nga pag-ipit nahitatabo tungod kay an M2 nga lugar mayda mas dako nga tinikangan nga kadamo ngan mas pagkamabag-o-bag-o ha iya pag-uyon han pagbugkos.

An mga pag-aram han pag-iba han ray nga nag-uusa nga kristal tubtob ha 8 GPa nagpapakita nga an mga kahilaba han bugkos han M2 mas malaksi nga nagtitikahalipot kay han mga bugkos han M1-O ilarom han pag-ipit. An M1 nga oktahedron nagigin relatibo nga diri na ma-compressable ha pagdamo han puthaw nga unod, nga paradoxical nga hinungdan han bulk modulus (kabug-osan nga pag-ato ha pag-ipit) nga magtikadamo hin gutiay tikang ha forsterite ngadto ha fayalite-usa nga una nga counter-intuitive nga resulta tungod kay an puthaw mas mabug-at kaysa han magnesium.

An temperatura nakakaapekto ha istraktura hin iba-iba. An pagpaso in nagigin hinungdan han pagpahaluag han yunit nga selyula, nga an b-axis nagpapakita han gidako-i nga koepisyent han pagpahaluag han kapaso. An mga pag-aram han hitaas nga temperatura ha forsterite tubtob 900 ka grado nagpapakita nga an M{5}}O nga kahilaba han bugkos nagtitikadamo hin sistematiko, pero an batakan nga topolohiya han istraktura nagpapabilin nga waray pagbag-o tubtob nga nagtitikahirani an mga temperatura han pagtunaw.

An SiO4 nga tetrahedra nagpapamatuod nga makatirigamnan nga matig-a kon itanding ha metal-oktahedra nga oksiheno. An mga kahilaba han Si{2}}O nga bugkos in nagbabag-o hin gutiay ha bisan hain nga presyon o temperatura tungod han makusog nga covalent nga kinaiya han Si{3}}O nga mga bugkos. Kadam-an nga pagkamabag-o-bag-o han istraktura tikang hin mga pag-adjust ha M-O nga mga kahilaba han bugkos ngan han mga anggulo ha butnga han mga damo nga bahin imbes nga pag-ipit han mga damo nga bahin mismo.

An olivina nga istraktura nga balangkas nakabiling hin importante nga teknolohiya nga aplikasyon ha 2010.mga baterya nga litium nga puthaw nga pospeto .(LifePO4 o LFP). Nadiskobrehan komo usa nga materyal nga katodo han 1996, an litium nga puthaw nga phosphate nag-adoptar han pareho nga basihan nga olivina nga istraktura nga klase sugad han mineral nga olivina, bisan kun mayda mga grupo hin phosphate nga nagliliwan han nahibulag nga silicate tetrahedra.

Sa LiFePO4, ang istruktura nagpabilin sa orthorhombic simetry (espasyo nga grupo Pnma / Pbnm) nga may mga parameter nga lattice a=6.008 Å, b=10.334 Å, ug c=4.693 Å. An mga atomo hin puthaw nag-ookupar hin mga oktahedral nga lugar (nagpoporma hin FeO6 nga oktahedra), samtang an mga atomo hin phosphorus nalingkod ha mga tetrahedral nga lugar (nagpoporma hin PO4 tetrahedra), analogous kun tipaunan-o an mga atomo hin metal ngan silicon nag-arrange ha mineral olivine.

An panguna nga kaibahan aada ha kadugangan nga mga kation han litium. An mga ion han litium naukoy ha mga kanal nga oktahedral ha sulod han istraktura, nga nakahan-ay ha zigzag nga disenyo. Durante han pagkarga ngan pagdiskarga han baterya, an mga ion han litium mahimo mabalik nga makuha tikang ngan masulod hini nga mga agianan nga diri nahuhugno an nangunguna nga olibina nga balangkas. An puthaw in naagi hin redox nga pagbisiklo ha butnga han Fe2+ ngan Fe3+ para matipigan an balanse han karga samtang an litium in nasulod ngan nagawas.

Ini nga istraktura nga karig-onan - nga napanunod tikang ha marig-on nga arkitektura han olivina - naghahatag ha mga baterya han LiFePO4 nga talagsaon nga mga kinaiya han katalwasan ngan hilaba nga kinabuhi han siklo. An makusog nga P{3}}O nga mga bugkos nga covalent ha tetrahedra han phosphate naato ha pagpagawas han oksihina, nga nagpupugong han mga reaksyon nga nagdalagan ha kapaso nga nagsasamok ha pipira nga iba nga mga kemika han baterya nga lithium{4}}ion. An mga komersyal nga baterya han LFP in makakab-ot hin sobra 3,000 nga mga siklo han pagsingil samtang gintitipigan an kapasidad.

An istraktura han olibina in nagpapahamtang hin usa nga limitasyon: an mga ion han litium kinahanglan magsarang pinaagi hin usa nga -sukol nga mga agianan ha ligid han mga ehe nga kristalografik imbes nga magkiwa hin libre ha tulo nga sukol. Ginpupugngan hini an ionic nga konduktibidad ngan kapasidad han rate. Ginbabaton ini han mga paragsaliksik pinaagi han nanostructuring (pag-iban han kadako han mga partikulo basi mapahalipot an mga dalan han pagsarang) ngan pagbutang hin carbon (pagpauswag han elektroniko nga konduktibidad). An mga ginbag-o nga bersyon sugad han litium manganese nga puthaw nga fospato (LMFP) nagtitipig han olibina nga istraktura samtang ginsasaliwan an manganese para hin pipira nga puthaw basi madugangan an boltahe han pag-andar.

An moderno nga pag-intindi han istraktura han olivina tikang ha mga teknik han pag-iba-iba han X-ray. Hi William Lawrence Bragg ngan G.B.Brown in syahan nga nadeterminar an istraktura han kristal han forsterite dida han 1926 gamit an mga temprano nga X-ray nga mga pamaagi han kristalografiya. An ira trabaho nagtukod han olivina komo ginkokomponer hin mga nahibulag nga SiO4 tetrahedra- usa nga pundasyonal nga panan-aw para han mineralohiya nga silicate.

An usa nga kristal nga X-ray nga pag-iba nagpapabilin nga bulawan nga sumbanan para han eksakto nga pagtino han istraktura. An gutiay nga olivina nga kristal (kasagaran 0.1-0.5 mm) in ginbubutang ha goniometro ngan ginlilibot pinaagi hin sinag nga X-ray. An resulta nga surubdan han pag-iba-iba may-ada yinukot nga indibiduwal nga mga pagpamalandong, nga an tagsa hito nagrirepresentar hin iba-iba nga hugpo han mga plano nga kristalografiko. An sopistikado nga software nagpipino han mga posisyon han atomo, mga parametro han kapaso, ngan mga okupasyon han lugar basi makatugbang ha naobserbahan nga kakusog han pag-iba-iba.

An neutron diffraction naghahatag hin komplementar nga impormasyon, partikular nga mapulsanon ha pagbiling hin mga atomo hin hidroheno (ha hydrous nga mga hugna) ngan pagkilala han mga elemento nga mayda kapareho nga ihap hin elektron sugad han magnesium ngan aluminium. An mga eksperimento hin neutron nagkikinahanglan hin mas dagko nga mga kristal ngan espesyalista nga mga pasilidad nga mayda mga surok hin neutron, pero naghahatag ini hin labaw nga eksakto para han pagdeterminar hin mga istraktura magnetic ngan hin pipira nga mga posisyon han mga elemento nga magaan.

An transmisyon electron microscopy (TEM) nag-uusisa han istraktura han olivine ha nanoscale, nga nagpapahayag hin mga depekto, mga katubtuban han domain, ngan mga lokal nga mga pagbag-o nga diri nakikita ha mga pamaagi han diffraction. An hataas-resolusyon nga TEM in makakahimo hin imahe hin tagsa-tagsa nga mga atomo nga kolum, nga direkta nga naghahanduraw han pagkahan-ay han mga atomo. Nagigin gamhanan ini labi na kon gin-aadman an mga sampol nga may depekto o mga pagbalhin han hugna diin an istraktura nag-iiba-iba ha gudtiay nga mga distansya.

Raman ug infrared spectroscopy pag-usisa sa istraktura sa olivine pinaagi sa mga pamaagi sa pag-uyog. An SiO4 nga tetrahedron mayda upat nga batakan nga paagi hin pag-uyog, ngan an ira mga frequency nadepende ha Si-O nga kusog han bugkos ngan ha palibot nga palibot han istruktura. An komposisyon nakakaapekto hini nga mga frequency han pag-uyog ha matatag-an nga mga paagi-an forsterite nagpapakita hin iba-iba nga mga pungkay han spektral kaysa han fayalite tungod kay an Fe -O nga mga bugkos mas maluya kaysa han Mg{5}}O nga mga bugkos. Ini nga mga teknik han spektroskopiko nagbubuhat hin diri-makabungkag ngan mahimo magpakilala hin gudtiay nga mga sampol o mga pag-upod.

An kahikayan han kristal direkta nga nagkukontrol han nakikita nga mga kalidad han olibina. An mineral kasagaran nga nakikita nga olibo-berde tungod kay an mga Fe2+ nga ion ha octahedral nga koordinasyon nasuyop han kapawa ha partikular nga mga kahalaba han balud, nga nagpapadara hin berde. An puro nga forsterite in waray kolor ngadto ha luspad nga dulaw-berde, samtang an puthaw-riko nga mga komposisyon in baga hin mas madulom nga berde ngadto ha brownish-itom.

An olivine nagpapakita hin conchoidal fracture imbes nga cleavage tungod kay an tulo-dimensional nga balangkas han nahibubulag nga tetrahedra nga nahisumpay ha octahedra naghimo hin pareho nga makusog nga mga bugkos ha ngatanan nga direksyon. Waray mga plano hin kaluyahan nga naeksister ha istraktura nga maitatanding ha mga istraktura han panid ha mga mika o mga silikato nga layer. Kon an olibina nabubuak, diri regular nga nabubuak ito ha bug-os nga istraktura imbes nga magbubulag ha espisipiko nga mga plano han kristal.

An orthorhombic simetry naghimo hin mga anisotropic nga mga kinaiya-physical nga mga kinaiya nag-iiba-iba ha direksyon han kristalografiya. An mga kalaksi han balud han linog in magkaiba-iba depende han direksyon han pagsarang nga relatibo ha mga ehe han kristal. An direksyon han malaksi nga kalaksi katugbang han a-ehe, kasadangan nga kalaksi ngadto han c-ehe, ngan mahinay nga kalaksi ngadto han b-ehe. Ini nga seismic anisotropy ha mantle nga olivina nabulig ha mga geophysicista pag-interpretar han direksyon ngan kadako han pag-agos han mantel.

An katig-a (6.5{3}}7 ha sukol han Mohs) ngan kadakmol (3.27{5}}3.37 g/cm3 para ha forsterite, 4.39 g/cm3 para ha fayalite) pareho may kalabutan ha mahugot nga pagputos han istraktura ngan ha kusog han metal-oxygen bonds. An mas madakmol nga balangkas han oksiheno ngan mas halipot nga distansya han metal-oksiheno ha istraktura han olivina naghihimo hin matig-a, madakmol nga mineral nga naato ha kemikal nga pag-empo ha ilarom han hilarom nga mga kondisyon han Kalibutan.

olivine crystal structure

An totoo nga mga kristal han olibina may-ada mga pagkadiri-hingpit ha istraktura nga nakakaapekto gud ha ira paggawi. An mga depekto ha punto nag-uupod han mga bakante (nawawara nga mga atomo), mga butnga (sobra nga mga atomo nga gin-ipit ngadto ha normal nga waray tawo nga mga posisyon), ngan mga depekto ha kasaliwan (sayop nga mga atomo ha normal nga mga lugar). Ini nga mga depekto, bisan kon talagsahon, nagkukontrol han mga rate han pagsarang ngan han konduktibidad han koryente pinaagi han paghimo hin mga agianan para han pagkiwa han ionic.

Mga dislokasyon -mga depekto sa linya kun diin an regular nga pag-areglo han kristalografiya nabubungkag-nagdudumara han mga mekanikal nga mga kabtangan han olibina. An pag-ubos han pag-ukab (pagkiwa hini nga mga depekto han linya pinaagi han kristal) nagrirepresentar hin dako nga mekanismo hin pag-iba-iba ha mantel nga olivina ha ilarom han mga heolohikal nga mga oras. An partikular nga mga sistema han pag-isol (mga eroplano han kristal ngan mga direksyon han pagkiwa han pagbalhin) nagdidesisyon kon paonan-o an mga lugas han olibina nagbabag-o ngan nagpapatubo hin ginpili nga mga oryentasyon han kristal.

An mga ginpahilawig nga mga depekto sugad han mga katubtuban han lugas ngan mga katubtuban han kambal naghimo hin mga interface kun diin an istraktura han kristal nagbabag-o tikang hin usa nga oryentasyon ngadto hin iba. Ini nga mga katubtuban nakakaapekto han mekanikal nga kusog ngan naghahatag hin malaksi nga mga agianan han pagsarang para han kemikal nga pagbag-o. Mga utlanan han subgrain -ubos -mga utlanan han anggulo nga ginkokomponer hin mga array han mga pagbalhin -nag-uuswag ha depekto nga olibina ngan nagrirekord han kasaysayan han pagkabalhin.

Ha bawbaw han Tuna, madagmit nga nag-uubos an panahon han olibino bisan pa han marig-on nga istraktura hito. An mga molekula han tubig mahimo sumulod ha mga depekto ngan mga tubtoban han lugas, nga nagrireak ha olibina nga balangkas. An kasagaran nga produkto han pagbag-o amo an halas, nga naporma kon an mga molekula han tubig nasulod ha istraktura: 2Mg2SiO4 + 3H2O → Mg3Si2O5(OH)4 + Mg(OH)2. Ini nga reaksyon nagpapahaluag han orihinal nga kadamo hin 30-40% ngan nagbubungkag han orihinal nga istraktura han olivina, ginsasaliwnan ini hin mga layers hin sheet silicate.

An iba nga mga produkto han pagbag-o in naglalakip han iddingsite (usa nga pino-grain nga sagol han mga oksido han puthaw ngan mga mineral han lapok) ngan bowlingite (hydrated iron-nga may dara nga mga silicate). Ini nga mga proseso han pagbag-o in pinakamalaksi nga nagpapadayon ha mga liki ngan mga ligid han kristal kun diin an tubig in pinakamasayon makasulod ha istraktura. An kumpleto nga pseudomorphic nga pagliwan mahimo mahitabo, diin an ginbag-o nga materyal nagpapabilin han gawas nga porma han kristal samtang an sulod nga istraktura nagbabag-o hin bug-os ngadto ha ikaduha nga mga mineral.

Ano an nakakahimo han istraktura han olivina nga naiiba tikang ha iba nga mga mineral nga silikato?

An olivina mayda mga nahibulag nga SiO4 tetrahedra nga diri nagbabahin hin mga atomo hin oksiheno ha kada tagsa, nga naghahatag hin kahulogan hini nga nesosilicate. Kabaliktaran ini ha mga silikato nga kadena (sugad hin mga pyroxene), mga silikato hin sheet (sugad hin mga mica), ngan mga silikato hin balangkas (sugad hin kwarts) nga diin an mga tetrahedra nag-aambit hin mga oksiheno para makaporma hin ginpahilawig nga mga istraktura. An nahibulag nga tetrahedra naghimo hin madakmol nga tulo-dimensional nga network nga ginkakaptan hin metal-nga mga bugkos han oksiheno.

Kay ano nga an olibina may-ada duha nga magkalainlain nga lugar han metal (M1 ngan M2)?

An orthorhombic nga simetrya ngan an espisipiko nga pagkahan-ay han pagputos han mga atomo han oksiheno naghimo hin duha nga kristalografiko nga magkaiba nga mga posisyon nga oktahedral nga may-ada gutiay nga magkaiba nga kadaku ngan mga pagtuyok. An M1 nalingkod ha usa nga sentro han pagbaliktad ngan mas gutiay ngan mas baliko, samtang an M2 nahimumutang ha usa nga elamin nga eroplano ngan mas daku ngan mas regular. Ini nga pagkaiba nakakaapekto kon ano nga mga kation an karuyag kon ano nga mga lugar ngan nagkukontrol han pisikal nga mga kalidad han materyal.

Paonan-o an komposisyon nakakaapekto ha istraktura han kristal han olibina?

Komo puthaw nga kasaliwan han magnesium ha bug-os nga serye han forsterite-fayalite, an yunit nga selyula nag-uuswag hin pareho tungod kay an Fe2+ mas dako kaysa han Mg2+. An batakan nga topolohiya han istruktura nagpapabilin nga waray pagbag-o-an pareho nga grupo han espasyo, pareho nga mga posisyon atomika, pareho nga mga palibot han koordinasyon. An kahilaba han mga bugkos nagtitikadamu hin gutiay, kondi an pagkahan-ay han mga atomo nagpapabilin nga pariho ha basihan. Nagtutugot ini hin kumpleto nga solido nga solusyon ha butnga han katapusan-nga mga api.

Mahimo ba makasulod an istraktura han olibina hin tubig o iba pa nga mga butang nga madadaot?

Standard nga olivine nga istraktura in waray mga grupo hin hydroxyl o molekular nga tubig. Bisan pa, an mga pagsubay nga kantidad han hidroheno in pwede mag-upod komo mga depekto han punto-kasagaran komo mga grupo hin OH nga nagsasaliwan hin mga atomo hin oksihina o naukoy ha mga normal nga bakante nga mga lugar. Ini nga mga sulod han "tubig" nagpapabilin nga hamubo hinduro (kasagaran<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.

An istraktura han kristal han olibina nagpapakita han masunod nga panguna nga mga kinaiya:

Sistema han Kristal: Orthorhombic nga may grupo nga espasyo nga Pbnm (o Pnma sa alternatibo nga kahimtang)

Mga Parametro han Rehas:

Forsterite: a ≈ 4.75 Å, b ≈ 10.20 Å, c ≈ 5.98 Å

Fayalite: a ≈ 4.82 Å, b ≈ 10.48 Å, c ≈ 6.09 Å

Mga Bloke ha Pagtukod .: Nahibulag nga SiO4 nga tetrahedra nga gisumpay pinaagi han metal ({0}} oksihina nga oktahedra (MO6)

Mga Lugar nga Metal: Duha nga magkalainlain nga mga lugar nga oktahedral (M1 ngan M2) nga may magkalainlain nga kadako ngan mga pagtuyok .

Mga Posisyon han Oksihina: Tulo nga kristalografiya nga magkalainlain nga mga lugar han oksihina ha asimetriko nga yunit .

Klase han Istruktura: Heksagonal nga harani - putos nga oksiheno nga array nga may mga kation ha upat ka bahin ngan oktahedral nga mga bakante

Pagklasipikar: Nesosilicate (orthosilicate) tungod sa nahibulag nga mga yunit nga tetrahedral

Koordinasyon: Si sa 4-koordinasyon (tetrahedral), M mga kation sa 6-koordinasyon (octahedral)

Ini nga istraktura nga balangkas nagpapamatuod hin urusahon nga marig-on, nga nagtitipig hin karig-on ha bug-os nga haluag nga mga komposisyon ha mga palibot ha heolohiya samtang naghahatag gihapon hin pundasyon para hin mga abanse nga mga materyales hin baterya ha mga aplikasyon ha teknolohiya. An kombinasyon han istraktura han olivina hin makusog nga covalent nga Si-O nga mga bugkos nga mayda flexible nga metal-oksiheno nga koordinasyon in naghihimo hini nga usa han kanan Kalibutan pinaka-importante ngan versatile nga istraktura nga mineral.