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2004 年度 実績報告書

希土類元素とカルシウムの含水炭酸塩の結晶化学

研究課題

研究課題/領域番号 13640488
研究機関独立行政法人国立科学博物館

研究代表者

宮脇 律郎  国立科学博物館, 地学研究部, 室長 (80290865)

キーワード希土類元素 / 含水炭酸塩 / 希土類鉱物 / 結晶構造 / 弘三石
研究概要

水熱合成法によりhydroxylbastnasite型結晶構造を持つ六方晶系の希土類塩基性炭酸塩の単結晶を合成した。希土類元素の中で、比較的イオン半径の大きいLa,Pr,Nd,Sm,Euで、六方晶系の塩基性炭酸塩の単結晶が得られた。それらの単結晶についてX線回折反射強度を測定し、結晶構造解析を進めた。これらの塩基性炭酸塩はすべてhydroxylbastnasiteに提唱されている空間群よりも対称性の低い結晶構造を持つことが明らかとなった。一方、tengerite型結晶構造を持つ希土類含水炭酸塩Y_2(CO_3)・2-3H_2Oについて、X線源を異常分散の影響が少ない銅のKα線を用い、さらに吸収の少ないグラスファイバーにより単結晶を担持して、回折強度データを測定し、結晶構造の精密化を進めた。その結果、従来ではできなかった異方性温度因子での精密化が成功し、Y_2(CO_3)・2-3H_2Oにおける原子の熱振動の振動方向を明らかにすること、ができ、さらに水分子の水素原子の位置も推定された。
希土類元素の塩基性炭酸塩には、六方晶系が1種、斜方晶系が2種、正方晶系1種、の合わせて4種の結晶構造があることが判った。これらの生成は、希土類元素のイオン半径により影響を受け、イオン半径の大きい順に六方晶系、斜方晶系、正方晶系の塩基性炭酸塩が生成する。希土類元素のイオン半径は、希土類元素と配位する酸素との結合距離に直接影響し、その結果、希土類元素のイオン半径の影響を受けない炭酸イオンの配置に影響を及ぼし、それが全体の結晶構造に多様性をもたらしている。
希土類塩基性炭酸塩では、斜方晶系の弘三石型化合物では、希土類元素とカルシウムの置換が起こるが、それ以外の構造では同形置換は認められなかった。希土類元素とカルシウムの置換には価数の違いを補償する機構が必要で、この補償機構を結晶構造が受け入れるか否かが置換の鍵となる。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] The true structure of wonesite, an interlayer-deficient trioctahedral sodium mica2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kogure, R.Miyawaki, Y.Banno
    • 雑誌名

      American Mineralogist 90

      ページ: 725-731

  • [雑誌論文] Magnesiosadanagaite, a new member of the amphibole group from Kasuga-mura, Gifu Prefecture, Central Japan2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Banno, R.Miyawaki, S.Matsubara, K.Makino, M.Bunno, S.Yamada, T.Kamiya
    • 雑誌名

      European Journal of Mineralogy 16

      ページ: 177-183

  • [雑誌論文] Interlayer structure in aspidolite, the Na analogue of phlogopite2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kogure, Y.Banno, R.Miyawaki
    • 雑誌名

      European Journal of Mineralogy 16・6

      ページ: 891-897

  • [雑誌論文] Tokyoite, Ba_2Mn^<3+>(VO_4)_2(OH), a new mineral from the Shiromaru mine, Okutama, Tokyo, Japan2004

    • 著者名/発表者名
      S.Matsubara, R.Miyawaki, K.Yokoyama, M.Shimizu, H.Imai
    • 雑誌名

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 99

      ページ: 363-367

  • [雑誌論文] A Refinement of the Crystal Structure of synthetic Tengerite-(Y)2004

    • 著者名/発表者名
      R.Miyawaki, S.Matsubara
    • 雑誌名

      Bull.Natn.Sci.Mus.,Tokyo, Ser.C 30

      ページ: 1-4

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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