Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Группа изоструктурных карбонатных минералов редкоземельных элементов
Group of isostructural rare earth element carbonate minerals
Лантаниты — это группа изоструктурных карбонатных минералов редкоземельных элементов (РЗЭ). Эта группа включает минералы лантанит (La), лантанит (Ce) и лантанит (Nd). Общая химическая формула этой минеральной группы — (РЗЭ)2(CO3)3·8(H2O). Лантаниты содержат La, Ce и Nd в качестве основных элементов и часто включают подчиненные количества других РЗЭ, таких как празеодим (Pr), самарий (Sm), европий (Eu) и диспрозий (Dy). Кристаллическая структура лантанита состоит из слоев, образованных 10-координационными кислородными полиэдрами РЗЭ (O) и карбонатными группами (CO32−), соединенных водородными связями с межслойными молекулами воды, что формирует высокогидратированную структуру.
Lanthanites are a group of isostructural rare earth element (REE) carbonate minerals. This group comprises the minerals lanthanite (La), lanthanite (Ce), and lanthanite (Nd). This mineral group has the general chemical formula of (REE)2(CO3)3·8(H2O). Lanthanites include La, Ce, and Nd as major elements and often contain subordinate amounts of other REEs including praseodymium (Pr), samarium (Sm), europium (Eu) and dysprosium (Dy). The lanthanite crystal structure consists of layers of 10 fold coordinated REE oxygen (O) polyhedra and carbonate (CO32−) groups connected by hydrogen bonds to interlayer water molecules, forming a highly hydrated structure.
Происхождение и образование
Лантаниты часто встречаются как вторичные минералы, образованные в результате выветривания других минералов, и проявляются в виде чешуек или таблитчатых кристаллов. Первоначально идентифицированные в Бастнасе (Швеция), они впоследствии были обнаружены в Новой Зеландии, Японии, Мадагаскаре, Уэльсе, Китае, Франции, Германии, Гренландии, Финляндии, Канаде, Австрии, Румынии, Норвегии, Бразилии и Соединенных Штатах. Недавно был открыт иной механизм образования лантанитов: они также могут формироваться из высокогидратированного, наночастичного и слабоупорядоченного карбонатного предшественника. Время жизни этого, содержащего редкоземельные элементы, предшественника, а также кинетика кристаллизации различных лантанитов РЭЭ зависят от конкретного трехвалентного иона редкоземельного элемента, участвующего в реакции. Время, необходимое для полной кристаллизации лантанитов, линейно возрастает с ионным потенциалом трехвалентного иона редкоземельного элемента (La3+, Ce3+, Pr3+, Nd3+), присутствующего в их структуре. Различия в размерах ионов и ионном потенциале, а также различия в энергии дегидратации трехвалентных ионов редкоземельных элементов контролируют время жизни слабоупорядоченного предшественника и, следовательно, кинетику кристаллизации лантанитов. Более того, они также влияют на структурные характеристики кристаллов (например, параметры элементарной ячейки и типичную форму).
Lanthanites are frequently found as secondary minerals formed by the weathering of other minerals and occur as scales or tabular crystals. Originally identified at Bastnäs, Sweden, they have subsequently been found in New Zealand, Japan, Madagascar, Wales, China, France, Germany, Greenland, Finland, Canada, Austria, Romania, Norway, Brazil, and the United States. Recently, a different mechanism of formation of lanthanites was discovered: Lanthanites also can form via a highly hydrated, nanoparticulate and poorly ordered carbonate precursor. The lifetime of this rare earth bearing precursor as well as the kinetics of crystallization of the various REE lanthanites are dependent on the specific trivalent rare earth ion involved in the reaction. The times needed for lanthanites to fully crystallize increase linearly with the ionic potential of the trivalent rare earth ion (La3+, Ce3+, Pr3+, Nd3+) present in their structure. The differences in these ion sizes and ionic potential as well as differences in dehydration energy of the trivalent rare earth ions control the lifetime of the poorly ordered precursor and thus also the crystallization kinetics of the lanthanites. Furthermore, they also affect the structural characteristics (e. g. unit cell dimensions and standard shape) of the crystals.