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120 矿‘ 物 学 报 镁橄榄石价电子结构计算与键络分析 徐彬，员文杰+，邓承继，祝洪喜，丁军，段红娟 (武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地，湖北武汉430081) 材料的物理、化学和力学等性能是由其内部 结构等因素决定的。对于镁橄榄石的转化合成机 置坐标如下： 理以及性能改善等方面的研究也需要对其晶体结 Si：4c a(0．5、 r0．074、0．594、0．25)，Mgl：4 构和原子之间的键合情况有进一步充分的了解。 c(0．508、0．777、O．25) 0．5、0．5)，Mgu：4 本文采用余瑞璜提出的固体与分子经验电子理论 Ol：8 electron ofsolidsand O．25)，On：8d(0．223、0．663、0．467) EET(Empiricaltheory molecules)(余瑞璜，1978；张瑞林，1993)对镁在镁橄榄石晶胞中共有18种的共价键。根据 橄榄石的价电子结构进行了计算，从电子结构层 余氏理论，该晶胞的共价键名D：“(a=A、 次研究其键合强弱、空间键络分布，为迸一步研 B、…M；“和v分别代表组成。[键的任意两个原 究其微观结构与相关性能的关系提供了理论参考 子)、实验键距D。及等同键数L。选取si原子处 和依据。 于A种杂化第6阶，MgI、Mg．原子处于A种杂 化第4阶，OI、0II原子处于A种杂化第l阶，得 1镁橄榄石价电子结构的计算 nm。 到最小键距差lAD。l=o．0155 der 根据(VanWal等，1987)，镁橄榄石 (Mg：Si04)晶体结构属于斜方晶系，空间群 2镁橄榄石空间键络分析 Pbnm。其点阵常数为a=O．4757nm，b=1．0197nm， c=0．5982nm，口=∥=Y=90。。其特点是，硅氧骨 镁橄榄石的键络空间结构主要由Si—O四面体 架为孤立的Si—O四面体，由Mg”联系起来，Mgn 强键络结构、Mg—O八面体次强键络结构和O—O 处于6个O二构成的八面体中心。镁原子和氧原子 弱键络结构构成。图la为Si．0四面体键络结构， 由于其等效位置不同处于不同的杂化状态。每个 图1b为Mg．O八面体键络结构。 单胞中结晶学不等效原子有4个Si、4个Mg。、4 镁橄榄石的Si—O四面体中Si一0键 个MgIl、8个01和8个OlI原子，它们别占据C、 Mg M9 Ol
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