ओलिविन क्रिस्टल संरचना की अछि ?
ओलिविन क्रिस्टल संरचना एक आर्थोरोम्बिक व्यवस्था स॑ बनलऽ होय छै जहाँ अलग-थलग सिलिकॉन-ऑक्सीजेन टेट्राहेड्रा (SIO ₄) क॑ अष्टफलकीय स्थलऽ प॑ कब्जा करी क॑ धातु कैटशियम द्वारा जोड़लऽ जाय छै । ई संरचना क॑ षट्कोणीय करीबी के रूप म॑ दृश्यमान करलऽ जाब॑ सकै छै-ऑक्सीजन परमाणु केरऽ सरणी, जेकरा म॑ मैग्नीशियम या आयरन आयन द्वारा भरलऽ गेलऽ आधा अष्टकोणीय शून्यता आरू सिलिकॉन द्वारा कब्जा करलऽ गेलऽ चतुर्भुज शून्यऽ के एक -.
आर्थोरोम्बिक समरूपता एवं अंतरिक्ष समूह विशेषताएँ
ओलिविन समूह अंतरिक्ष समूह पीबीएनएम के तहत ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल सिस्टम म॑ क्रिस्टलीकृत होय जाय छै (वैकल्पिक सेटिंग म॑ पीएनएमा के रूप म॑ भी नामित होय छै) । ई मौलिक समरूपता ई परिभाषित करै छै कि कोना परमाणु क्रिस्टल जाली के भीतर खुद क॑ व्यवस्थित करै छै आरू खनिज के भौतिक गुणऽ क॑ सीधा प्रभावित करै छै ।
इकाई कोशिका मे चारि सूत्र इकाइ (Z=4) होइत अछि आ तीन असमान अक्ष प्रदर्शित होइत अछि जे समकोण पर एक दोसरा पर काटैत अछि|ForSterite (Mg₂SIO₄), विशिष्ट जाली पैरामीटर लगभग एक=4.75 Å, B=10.20 Å, और C=5.98 Å है|Fayalite (Fe1sio $) म॑, ई पैरामीटर मैग्नीशियम के तुलना म॑ लोहा केरऽ बड़ऽ आयनिक त्रिज्या के कारण एक=4.82 Å, B=10.48 Å, आरू C=6.09 Å स॑ कुछ विस्तारित होय छै ।
पीबीएनएम अंतरिक्ष समूह पदनाम महत्वपूर्ण संरचनात्मक विवरण कें उजागर करयत छै. ई अंतरिक्ष समूह म॑ दर्पण विमान आरू एक उलटा केंद्र छै, जेकरा स॑ परमाणु स्थिति प॑ विशिष्ट समरूपता बाधा पैदा होय छै । संरचना के भीतर तीन क्रिस्टलोग्राफिक रूप स॑ अलग ऑक्सीजन स्थिति (O1, O2, O3) मौजूद छै, जेकरा म॑ O
चतुर्भुज एवं अष्टापाही समन्वय २.
ओलिविन के संरचना के मूल में अलग-थलग sio 1 टेट्राहेड्रॉन छै, जहाँ एक केंद्रीय सिलिकॉन परमाणु के सहसंयोजक रूप स॑ चारो ऑक्सीजन परमाणु के साथ सहसंयोजक रूप स॑ बंधन होय छै । ई टेट्राहेड्रा पूर्णतः स्वतंत्र छै-ई सब पड़ोसी टेट्राहेड्रा के साथ ऑक्सीजन परमाणु के साझा नै करै छै, जे ओलिविन के नेसोसिलिकेट या ऑर्थोसिलिकेट के रूप में वर्गीकृत करै छै. प्रत्येक SI-O बंधन लगभग 1.63-1.66 Å क॑ मापै छै आरू मजबूत सहसंयोजक चरित्र प्रदर्शित करै छै ।
टेट्राहेड्रा अभिविन्यास में वैकल्पिक, क्रिस्टलोग्राफिक c-अक्ष के समानांतर पंक्ति के साथ ऊपर और नीचे इशारा करते हैं|ई वैकल्पिक व्यवस्था संरचना के भीतर चैनल बनाबै छै, जहां धातु के कैटशियम निवास करी सकै छै. सिलिकॉन आयन केवल एक क्रिस्टलोग्राफिक रूप स॑ अलग साइट प॑ कब्जा करै छै जे दर्पण विमान प॑ बैठलऽ छै, मतलब कि संरचना म॑ सब सिलिकॉन परमाणु समरूपता संचालन स॑ संबंधित छै ।
धातु के कैटशियम (आम तौर पर Mg20 या Fe20) M1 आरू M2 लेबल वाला दू अलग-अलग अष्टफलकीय स्थल पर कब्जा करय छै. एम 1 साइट एक उलट-कूल केंद्र पर बैठलऽ छै आरू एक अधिक विकृत अष्टकोणी बनाबै छै जेकरा म॑ आसपास के छह ऑक्सीजन परमाणु छै । M1 म॑ धातु -ऑक्सीजेन बंधन लंबाई मैग्नीशियम के लेलऽ लगभग 2.07-2.13 Å स॑ होय छै । एम 2 साइट एकटा दर्पण विमान पर पड़ल अछि आ एकटा पैघ, बेसी नियमित अष्टकोणी बनाबैत अछि जकर मो दूरी 2.04-2.21 Å छल ।
एम 1 आरू एम 2 साइटऽ के बीच के भेद के महत्वपूर्ण प्रभाव छै कि अलग-अलग कैटशियम संरचना म॑ खुद क॑ कोना वितरित करै छै । मैग्नीशियम -आयरन ठोस घोल श्रृंखला, mg24 आरू fe24 म॑ कम साइट वरीयता दिखाबै छै-दुनू बिना मजबूत चयनात्मकता के M1 आरू M2 साइटऽ प॑ कब्जा करै छै. लेकिन, कैल्शियम-मोंटिसेलाइट (CAMGSIO-) जैसनऽ ओलिवाइन्स म॑, बड़ऽ Ca2-आयन अधिमान्य रूप स॑ अधिक विशाल M2 साइटऽ म॑ प्रवेश करै छै जबकि mg24 छोटऽ M1 स्थितियऽ के पक्षधर छै ।
हेक्सागोनल बंद-पैक ऑक्सीजन फ्रेमवर्क
ओलिविन संरचना के वर्णन करय के एकटा वैकल्पिक तरीका ऑक्सीजन सबलास्टिस पर जोर दैत अछि. ऑक्सीजन आयन A-अक्ष के साथ ढेर (HCP) सरणी एक लगभग षट्कोणीय बंद बनाता है|ई ढाँचा मचान प्रदान करै छै, जेकरा पर सिलिकॉन आरू धातु कैटशियम खुद स्थिति म॑ छै ।
ई एचसीपी ऑक्सीजन व्यवस्था के भीतर, धातु के कैटशियम उपलब्ध अष्टाग्रता के आधा हिस्सा भर॑ छै, जबकि सिलिकॉन परमाणु एक -टेट्राहेड्रल शून्यऽ के आठमऽ प॑ कब्जा करी लै छै । ई चयनात्मक साइट अधिग्रहण M2SIO 1 केरऽ विशेषता ओलिविन स्टोइकियोमेट्री बनाबै छै, जहाँ M Divalent धातु कैटशियम क॑ दर्शाबै छै ।
प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु एक सिलिकॉन आरू तीन धातु परमाणु स॑ बंधन करै छै, जेकरा स॑ एक घना तीन-आयामी ढाँचा पैदा होय छै । ऑक्सीजन परमाणु समतुल्य नै छै-तीन अलग-अलग ऑक्सीजन स्थिति (O1, O2, O3) के बंधन वातावरण कनि अलग छै आ पड़ोसी परमाणु के दूरी छै. ऑक्सीजन साइटऽ म॑ ई भिन्नता समग्र संरचनात्मक जटिलता म॑ योगदान दै छै आरू तापीय विस्तार आरू संपीड़नता जैसनऽ गुणऽ क॑ प्रभावित करै छै ।
किनारे के परत-शेयरिंग अष्टाशीय (100) समतल के समानांतर विस्तारित, पारित Sio 1 टेट्राहेड्रा द्वारा जोड़ा गया है|ई परतदार विशेषता लागू तनाव के तहत विशेष रूप स॑ महत्वपूर्ण होय जाय छै, कैन्हेंकि ई संभावित स्लिप प्लेन बनाबै छै जे पृथ्वी केरऽ मेंटल म॑ ओलिविन केरऽ यांत्रिक आरू भूकंपीय गुणऽ क॑ प्रभावित करै छै ।
ठोस विलयन एवं रचना परिवर्तनशीलता
ओलिविन केरऽ क्रिस्टल संरचना मैग्नीशियम केरऽ अंत-सदस्य फोर्स्टेराइट (MG2SIO 1) आरू आयरन केरऽ छोर-सदस्य Fayalite (FELSIO₄) के बीच एक सतत ठोस घोल क॑ समायोजित करै छै । ई पूर्ण रूप स॑ गलतीकरण के कारण छै, कैन्हेंकि mg2—आयनिक त्रिज्या ~0.72 Å) आरू Fe2- (आयनिक त्रिज्या ~0.77 Å) आकार म॑ केवल लगभग 7% भिन्न छै, जेकरा स॑ ओकरा क्रिस्टल संरचना क॑ महत्वपूर्ण रूप स॑ विकृत करै के बिना स्वतंत्र रूप स॑ प्रतिस्थापित करै के अनुमति मिलै छै ।
रचना क॑ परंपरागत रूप स॑ मोलर प्रतिशत के रूप म॑ व्यक्त करलऽ जाय छै, जेना कि Fo₇ 3FA₃₀ (या बस Fo₇₀), जे 70% फोर्स्टेराइट आरू 30% Fayallite के संकेत करै छै । मैफिक चट्टानऽ स॑ प्राकृतिक ओलिविनेस आम तौर प॑ Fo-22 स॑ FO₉2 बदलै छै, जबकि मेंटल ओलिविनेस आम तौर प॑ अधिक मैग्नीशियन होय छै, जेकरा म॑ FO₈3 के आसपास के रचना FO₉₂ के आसपास होय छै ।
जाली पैरामीटर लोहा के सामग्री के साथ लगभग रैखिक रूप स॑ बढ़ै छै । mg24 के लेलऽ Fe24 विकल्प के रूप म॑ इकाई कोशिका के विस्तार होय छै, कैन्हेंकि लोहा केरऽ बड़ऽ आकार परमाणु क॑ आरू कुछ हद तलक धकेल॑ छै । ई संबंध एतना पूर्वानुमानित छै कि इकाई कोशिका आयामऽ के उपयोग उचित सटीकता के साथ ओलिविन संरचना के निर्धारण लेली करलऽ जाय सकै छै ।
प्रमुख Mg-FE प्रतिस्थापन के अलावा, ओलिविन संरचना अन्य कैटशियम के मामूली मात्रा में शामिल कर सकै छै. कैल्शियम संरचना मे सीमित मात्रा मे प्रवेश करैत अछि, जे एम 2 साइट पसंद करैत अछि । मैंगनीज (टेफ्रोइट मे, MN2SIO₄) मैग्नीशियम या लोहा कें पूर्ण रूप सं बदल सकय छै. निकेल, क्रोमियम, आरू यहां तक कि फेरिक आयरन (Fe34) केरऽ ट्रेस मात्रा अष्टफलकीय स्थलऽ के प्रतिस्थापन करी सकै छै, हालांकि छोटऽ अनुपात म॑ ।
संरचनात्मक स्थिरता और उच्च {-दबाव बहुरूप
ओलिविन संरचना केवल विशिष्ट दबाव आ तापमान परिस्थिति मे स्थिर रहैत अछि|जेना-जेना पृथ्वी के भीतर गहराई बढ़ै छै, ओलिविन व्यवस्था ऊर्जावान रूप स॑ प्रतिकूल होय जाय छै आरू अलग-अलग क्रिस्टल संरचना वाला घना बहुरूपी म॑ बदली जाय छै ।
लगभग 410 किमी गहराई (14 जीपीए के आसपास दबाव के अनुरूप), ओलिविन के एक बहिःतापीय चरण संक्रमण स गुजरै छै जे वैडस्लेयट के लेल छै. ई परिवर्तन म॑ एगो महत्वपूर्ण संरचनात्मक पुनर्व्यवस्था शामिल छै, जहां ऑक्सीजन सबलैटिस षट्कोणीय करीब स॑ बदलै छै-एक अधिक घन व्यवस्था के तरफ पैकिंग करै छै । Wadsleyite ऑर्थोरोम्बिक समरूपता क॑ बरकरार रखै छै लेकिन एक संशोधित स्पाइनल क॑ अपनाबै छै-अधिकार समन्वय म॑ कुछ सिलिकॉन परमाणु के साथ संरचना जैसनऽ संरचना ।
पृथ्वी केरऽ मेंटल म॑ गहराई स॑, मोटा-मोटी ५२० किलोमीटर गहराई (१८-२० जीपीए) प॑, वैडस्लेयट रिंगवुडाइट म॑ बदली जाय छै, जे एक घन स्पाइनल संरचना क॑ अपनाबै छै । रिंगवुडाइट में सब सिलिकॉन टेट्राहेड्रल पोजीशन के बजाय अष्टफलकीय स्थल पर कब्जा करै छै. ई चरण संक्रमण के कारण अचानक घनत्व बढ़ी जाय छै कि भूकंप विशेषज्ञ भूकंपीय तरंग के वेग में असंतुलन के रूप में पता लगाबै छै ।
ई संक्रमणऽ के दबावऽ म॑ जे दबाव होय छै, वू तापमान आरू संरचना प॑ निर्भर करै छै । आयरन-अमीर ओलिविन मैग्नीशियम-समृद्ध किस्मों के तुलना में निम्न दबाव पर रूपांतरित होता है|800 डिग्री पर, शुद्ध फोर्स्टेराइट 11.8 GPa पर Wadsleyite मे परिवर्तित भ' जाइत अछि, जखन कि Wadsleyite-TO-SRINGWODITE संक्रमण 14 GPa सं ऊपर होइत अछि. लोहाक छोर-सदस्य Fayalite wadsleyite संरचना केँ पूर्णतः छोड़ि दैत अछि आ निम्न दबाव पर सीधे अहरेंसाइट (आयरन -बेयरिंग रिंगवुडाइट एनालॉग) मे बदलि जाइत अछि |
दबाव एवं तापमान के प्रति संरचनात्मक प्रतिक्रिया
ओलिविन संरचना लागू दबाव के प्रति विषमता के रूप में प्रतिक्रिया दैत अछि-अलग-अलग क्रिस्टलोग्राफिक दिशा अलग अलग दर पर संकुचित करैत अछि|एम 2 अष्टकोणी फोर्स्टेराइट स॑ ल॑ क॑ फेयलाइट तलक के सब रचना म॑ एम 1 अष्टकोणी के तुलना म॑ अधिक आसानी स॑ संकुचित होय जाय छै । ई विभेदक संपीड़न एहि लेल होइत अछि जे M2 साइट मे एकटा पैघ प्रारंभिक आयतन आ ओकर बंधन विन्यास मे बेसी लचीलापन होइत अछि ।
एकल-क्रिस्टल X-रे विवर्तन अध्ययन 8 GPa तक स॑ पता चलै छै कि M2{-O बंधन लंबाई दबाव म॑ M1-O बंधन स॑ तेजी स॑ छोटऽ होय छै । एम 1 अष्टकोणीय आयरन सामग्री बढ़ला के साथ अपेक्षाकृत कम संपीड़न होय जाय छै, जे विरोधाभासी रूप स॑ थोक मापांक (सब स॑ संपीड़न के प्रति प्रतिरोध) के रूप म॑ फोरस्टेराइट स॑ फयालाइट स॑ कुछ बढ़ै छै-एक प्रारंभ म॑ प्रतिकूल परिणाम के कारण लोहा मैग्नीशियम स॑ भारी होय छै ।
तापमान संरचना के अलग तरह स प्रभावित करैत अछि। ताप इकाई कोशिका क॑ विस्तारित करै छै, जेकरा म॑ B-अक्ष सबस॑ अधिक तापीय विस्तार गुणांक दिखाबै छै । 900 डिग्री तक के फोर्स्टेराइट पर उच्च-तारिका अध्ययन स॑ पता चलै छै कि m{-O बंधन लंबाई व्यवस्थित रूप स॑ बढ़ी जाय छै, लेकिन मूल संरचनात्मक टोपोलॉजी पिघलऽ के तापमान के दृष्टिकोण के समय तलक अपरिवर्तित रहै छै ।
Sio-Tetrahedra धातु के तुलना में उल्लेखनीय रूप से कठोर साबित होते हैं-ऑक्सीजेन अष्टाथुएहेड्रा|Si-O बंधन लंबाई या त दाब या तापमान के साथ न्यूनतम बदलते हैं, कैन्हेंकि Si-O बंधन के मजबूत सहसंयोजक वर्ण के कारण|अधिकांश संरचनात्मक लचीलापन M-O बंधन लंबाई आरू पॉलीहेड्रा के बीच के कोण के खुद बहुभुज के संक्रामकता स॑ आबै छै ।
लिथियम में ओलिविन संरचना-आयन बैटरी प्रौद्योगिकी
ओलिविन संरचनात्मक ढाँचा मे महत्वपूर्ण तकनीकी अनुप्रयोग पाबैत अछिलिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी(लाइफपो 1 या एलएफपी)। 1996 म॑ एक कैथोड सामग्री के रूप म॑ खोजलऽ गेलऽ लिथियम आयरन फॉस्फेट खनिज ओलिविन के समान मौलिक ओलिविन संरचना प्रकार क॑ अपनाबै छै, हालांकि अलग-थलग सिलिकेट टेट्राहेड्रा के जगह प॑ फॉस्फेट समूहऽ के साथ ।
LifePO1 म॑, संरचना जाली पैरामीटर के साथ आर्थोरोम्बिक समरूपता (स्पेस समूह PNMA/PBNM) क॑ बनाए रखै छै A=6.008 Å, B=10.334 Å, आरू C=4.693 Å. लोहा केरऽ परमाणु अष्टकोणीय स्थलऽ प॑ (Feo) प॑ कब्जा करी लै छै, जबकि फास्फोरस केरऽ परमाणु टेट्राहेड्रल साइटऽ प॑ बैठै छै (PO- टेट्राहेड्रा केरऽ निर्माण), जेकरऽ अनुरूप धातु आरू सिलिकॉन परमाणु खनिज ओलिविन म॑ कोना व्यवस्थित होय छै ।
मुख्य अंतर अतिरिक्त लिथियम कैटशियम मे अछि । लिथियम आयन संरचना के भीतर अष्टफलक चैनल में निवास करै छै, जेकरा एक ज़िगज़ैग पैटर्न में व्यवस्थित करलऽ जाय छै । बैटरी चार्जिंग आरू डिस्चार्जिंग के दौरान, लिथियम आयन क॑ रिवर्सिबल रूप स॑ निकाललऽ जाय सकै छै आरू ई चैनलऽ म॑ बुनियादी ओलिविन फ्रेमवर्क क॑ ढहलऽ बिना डाललऽ जाय सकै छै । आयरन क॑ Fe2‐ आरू Fe34 के बीच रेडॉक्स साइकिलिंग स॑ गुजरना छै ताकि लिथियम केरऽ अंदर आरू बाहर निकलै के साथ आवेश संतुलन क॑ बरकरार रखलऽ जाय सक॑ ।
ई संरचनात्मक स्थिरता-बीवस्ट ओलिविन वास्तुकला स॑ विरासत म॑ मिललऽ छै-}जीवऽ स॑ लाइफपो- बैटरी असाधारण सुरक्षा विशेषता आरू लंबी चक्र जीवन क॑ मिलै छै । फॉस्फेट टेट्राहेड्रा म॑ मजबूत p-O सहसंयोजक बंधन ऑक्सीजन रिलीज के प्रतिरोध करै छै, जेकरा स॑ तापीय भगता प्रतिक्रिया क॑ रोकलऽ जाय छै जे कुछ अन्य लिथियम-आयन बैटरी केमिस्ट्री क॑ परेशान करै छै । व्यावसायिक एलएफपी बैटरी क्षमता कें बनाए रखयत 3,000 सं बेसि चार्ज-डिस्चार्ज चक्र प्राप्त कयर सकय छै.
ओलिविन संरचना एक सीमा जरूर लगाबै छै: लिथियम आयन क॑ तीन आयामऽ म॑ स्वतंत्र रूप स॑ चलै के बजाय क्रिस्टलोग्राफिक अक्ष के साथ एक -आयामी चैनलऽ के माध्यम स॑ फैलना चाहियऽ । एहि सँ आयनिक चालकता आ दर क्षमता पर प्रतिबंध अछि|शोधकर्ता न॑ नैनोस्ट्रक्चरिंग (विकल्प मार्ग क॑ छोटऽ करै लेली कण आकार क॑ कम करै वाला) आरू कार्बन कोटिंग (इलेक्ट्रॉनिक चालकता म॑ सुधार) के माध्यम स॑ संबोधित करै छै । लिथियम मैंगनीज आयरन फॉस्फेट (एलएमएफपी) जैसनऽ संशोधित संस्करण ऑलिवाइन संरचना क॑ बनाए रखै छै जबकि मैंगनीज क॑ कुछ लोहा के प्रतिस्थापित करी क॑ ऑपरेटिंग वोल्टेज बढ़ाबै छै ।
क्रिस्टल संरचना निर्धारण विधियाँ
ओलिविन संरचना केरऽ आधुनिक समझ मुख्य रूप स॑ X-रे विवर्तन तकनीक स॑ आबै छै । विलियम लॉरेंस ब्रैग आरू जीबी ब्राउन न॑ 1926 म॑ प्रारंभिक x-रे क्रिस्टलोग्राफी विधियऽ के उपयोग करी क॑ 1926 म॑ फोर्स्टेराइट केरऽ क्रिस्टल संरचना निर्धारित करलकै । हुनकऽ काम न॑ ओलिविन क॑ अलग-थलग सियो- टेट्राहेड्रा-सिलिकेट खनिज विज्ञान के लेलऽ एक आधारभूत अंतर्दृष्टि स॑ बनलऽ के रूप म॑ स्थापित करलकै ।
एकल-क्रिस्टल X-रे विवर्तन सटीक संरचनात्मक निर्धारण के लेल स्वर्ण मानक बनल अछि|एक छोटऽ ओलिविन क्रिस्टल (विशेष रूप स॑ 0.1-0.5 मिमी) क॑ गोनिओमीटर प॑ लगाय क॑ एक एक्स-रे बीम के माध्यम स॑ घुमाय देलऽ जाय छै । परिणामस्वरूप विवर्तन पैटर्न म॑ हजारों व्यक्तिगत प्रतिबिंब होय छै, जेकरा म॑ हर एक क्रिस्टलोग्राफिक विमानऽ के एक अलग सेट के प्रतिनिधित्व करै छै । परिष्कृत सॉफ्टवेयर न॑ देखलऽ गेलऽ विवर्तन तीव्रता स॑ मेल खाबै लेली परमाणु स्थिति, तापीय पैरामीटर, आरू साइट कब्जा क॑ परिष्कृत करी क॑ ।
न्यूट्रॉन विवर्तन पूरक जानकारी प्रदान करै छै, विशेष रूप स॑ हाइड्रोजन परमाणु (हवाज चरणऽ म॑) के पता लगाबै लेली आरू मैग्नीशियम आरू एल्यूमीनियम जैसनऽ समान इलेक्ट्रॉन गिनती वाला तत्वऽ के बीच अंतर करै छै । न्यूट्रॉन प्रयोगऽ म॑ न्यूट्रॉन स्रोतऽ के साथ बड़ऽ क्रिस्टल आरू विशेष सुविधा के आवश्यकता होय छै, लेकिन ई चुंबकीय संरचना आरू कुछ प्रकाश तत्व स्थिति के निर्धारण लेली बेहतर परिशुद्धता प्रदान करै छै ।
संचरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी (TEM) नैनोस्केल पर ओलिविन संरचना के जांच करै छै, जेकरा स॑ विवर्तन विधियऽ लेली अदृश्य दोष, डोमेन सीमा, आरू स्थानीय भिन्नता के खुलासा होय छै । उच्च-संकल्प TEM व्यक्तिगत परमाणु स्तंभ के छवि बना सकैत अछि, परमाणु के व्यवस्था के सीधा दृश्यमान बना सकैत अछि|विकृत नमूना या चरण संक्रमण के अध्ययन करला पर ई विशेष रूप स॑ शक्तिशाली होय जाय छै, जहां संरचना छोटऽ दूरी प॑ बदलै छै ।
रमन एवं इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी प्रोब ओलिविन संरचना कंपन मोड के माध्यम से|SIO 1 टेट्राहेड्रॉन म॑ चारि मौलिक कंपन मोड छै, आरू ओकरऽ आवृत्ति Si-O बंधन ताकत आरू आसपास के संरचनात्मक वातावरण प॑ निर्भर करै छै । संरचना पूर्वानुमानित तरीका स॑ ई कंपन आवृत्तियऽ क॑ प्रभावित करै छै{-फोरस्टेराइट फेयलाइट के तुलना म॑ अलग-अलग वर्णक्रमीय शिखर दिखाबै छै, कैन्हेंकि Fe-O बंध Mg-O बंधन स॑ कमजोर होय छै । ई स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीक नॉन-विनाशकारी रूप स॑ काम करै छै आरू छोटऽ-छोटऽ नमूना या समावेश के विशेषता द॑ सकै छै ।
भौतिक गुण पर संरचनात्मक प्रभाव
क्रिस्टलोग्राफिक व्यवस्था सीधा ओलिविन केरऽ अवलोकनीय गुणऽ क॑ नियंत्रित करै छै । खनिज आम तौर पर जैतून-ग्रीन प्रकट होय छै, कैन्हेंकि अष्टफलकीय समन्वय म॑ Fe24 आयन विशिष्ट तरंग दैर्ध्य म॑ प्रकाश क॑ अवशोषित करै छै, जेकरा स॑ हरे रंग के संचारित करलऽ जाय छै । शुद्ध फोर्स्टेराइट रंगहीन सँ पीला पीला रंगक होइत अछि-ग्रीन, जखन कि लोहा-समृद्ध रचना सभ गहरे हरियर सँ भूरा रंगक होइत अछि-काला ।
ओलिविन विच्छेदन के बजाय कॉनचॉइडल फ्रैक्चर प्रदर्शित करै छै, कैन्हेंकि अष्टकोण स॑ बंधित अलग-थलग टेट्राहेड्रा केरऽ तीन-आयामी ढाँचा सब दिशा म॑ समान रूप स॑ मजबूत बंधन पैदा करै छै । अभ्रक या परत सिलिकेट में शीट संरचना के तुलना में संरचना में कमजोरी के कोनो विमान मौजूद नै छै. जब॑ ओलिविन टूटी जाय छै त॑ ई विशिष्ट क्रिस्टलोग्राफिक विमानऽ के साथ विभाजित होय के बजाय संरचना के पार अनियमित रूप स॑ भटक॑ छै ।
आर्थोरोम्बिक समरूपता विषमतापूर्ण गुण बनाबै छै-शारीरिक विशेषता क्रिस्टलोग्राफिक दिशा के साथ भिन्न होय छै. भूकम्पीय तरंग वेग क्रिस्टल अक्ष के सापेक्ष प्रसार दिशा के आधार पर भिन्न होय छै । तेज वेग दिशा A{{-अक्ष, C{-अक्ष के मध्यम वेग, आरू b-अक्ष के धीमी वेग के अनुरूप छै. मेंटल ओलिविन में ई भूकंपीय विषमता भूभौतिकीशास्त्री में आवरण प्रवाह के दिशा आ परिमाण के व्याख्या करय में मदद करैत अछि |
कठोरता (मह्स पैमाने पर 6.5-7) आरू घनत्व (फोरस्टेराइट के लेलऽ 3.27-3.37 ग्राम/सेमी3, Fayalite के लेलऽ 4.39 ग्राम/सेमी3) दोनों संरचना के कड़ा पैकिंग आरू धातु-ऑक्सीजेन बंध के ताकत स॑ संबंधित छै । घना ऑक्सीजन ढाँचा आरू ओलिविन संरचना म॑ छोटऽ धातु-ऑक्सीजन दूरी गहरी पृथ्वी केरऽ परिस्थिति म॑ रासायनिक मौसम के प्रति एक कठोर, घना खनिज प्रतिरोधी बनाबै छै ।
संरचनात्मक दोष एवं मौसम
वास्तविक ओलिविन क्रिस्टल म॑ संरचनात्मक अपूर्णता होय छै जे ओकरऽ व्यवहार प॑ काफी प्रभाव डालै छै । बिन्दु दोषऽ म॑ रिक्ति (लापना परमाणु), इंटरस्टिशियल (सामान्य स्थलऽ प॑ गलत परमाणु) (सामान्य स्थलऽ प॑ गलत परमाणु) (सामान्य खाली स्थिति म॑ निचोड़लऽ गेलऽ अतिरिक्त परमाणु) शामिल छै । ई दोष, यद्यपि दुर्लभ, आयनिक गति के लेलऽ मार्ग बनाबै के द्वारा प्रसार दर आरू विद्युत चालकता के नियंत्रित करै छै ।
विस्थापन -पंक्ति दोष जतए नियमित क्रिस्टलोग्राफिक व्यवस्था टूटि जाइत अछि-ओलिविन के यांत्रिक गुण वर्चस्व करैत अछि|विस्थापन रेंगना (क्रिस्टल के माध्यम स॑ ई रेखा दोषऽ के गति) भूवैज्ञानिक समयमानऽ के तहत मेंटल ओलिविन म॑ एगो प्रमुख विरूपण तंत्र के प्रतिनिधित्व करै छै । विशिष्ट पर्ची प्रणाली (क्रिस्टैलोग्राफिक विमान आरू विस्थापन गति के दिशा) ई निर्धारित करै छै कि ओलिविन दाना कोना विकृत करी क॑ पसंदीदा क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास विकसित करै छै ।
अनाज सीमा आरू जुड़वाँ सीमा जैसनऽ विस्तारित दोष अंतरफलक बनाबै छै, जहां क्रिस्टल संरचना एक अभिविन्यास स॑ दोसरऽ अभिविन्यास म॑ संक्रमण होय छै । ई सीमा यांत्रिक ताकत क॑ प्रभावित करै छै आरू रासायनिक परिवर्तन लेली तेज प्रसार मार्ग प्रदान करै छै । उपग्रह सीमा-LOW{-कोण सीमा विस्थापन के सरणी से बनाएँ{- विकृत ओलिविन में विकसित और विकृति इतिहास को रिकॉर्ड करें |
पृथ्वी केरऽ सतह पर ओलिविन अपनऽ मजबूत संरचना के बावजूद तेजी सें मौसम करै छै । जल अणु दोष आरू दाना सीमा के साथ-साथ ओलिविन के ढाँचा के साथ प्रतिक्रिया करी क॑ प्रवेश करी सकै छै । सबसे आम परिवर्तन उत्पाद सर्पेन्टाइन छै, जे जब जल अणु संरचना म॑ डालै छै त॑ बनलऽ छै: 2MG1SIO2 + 3H3 → Mg2Si1111(OH) 3 Mg(OH) 3. ई प्रतिक्रिया मूल आयतन क॑ ३०-४०% तलक विस्तारित करै छै आरू मूल ओलिविन संरचना क॑ नष्ट करी दै छै, जेकरा म॑ ओकरा शीट सिलिकेट परतऽ स॑ बदली देलऽ जाय छै ।
अन्य परिवर्तन उत्पादक मे IDDINGSITE (एकटा महीन-आयरन ऑक्साइड आ मिट्टी कें खनिज कें दानेदार मिश्रण) आ बॉलिंगाइट (हाइड्रेटेड आयरन-शैरिंग सिलिकेट) शामिल छै. ई परिवर्तन प्रक्रिया दरार आरू क्रिस्टल के किनारे के साथ सबसें तेजी स॑ आगू बढ़ै छै, जहां पानी संरचना तलक सबसें आसानी स॑ पहुँची सकै छै । पूर्ण छद्मरूप प्रतिस्थापन हो सकै छै, जहाँ परिवर्तित सामग्री बाहरी क्रिस्टल के आकार क॑ बरकरार रखै छै जबकि आंतरिक संरचना पूरा तरह स॑ द्वितीयक खनिजऽ म॑ बदली जाय छै ।
अक्सर पूछे गए प्रश्न
ओलिविन संरचना के अन्य सिलिकेट खनिज स अलग की बनाबैत अछि ?
ओलिविन म॑ अलग-थलग सियो- टेट्राहेड्रा होय छै जे एक-दूसरा के साथ ऑक्सीजन परमाणु क॑ साझा नै करै छै, एकरा नेसोसिलिकेट के रूप म॑ परिभाषित करै छै । ई चेन सिलिकेट (जैसे पाइरोक्सीन), शीट सिलिकेट (जैसे अभ्रक), आरू ढाँचा सिलिकेट (जैना क्वार्ट्ज) के साथ विपरीत छै, जहां टेट्राहेड्रा ऑक्सीजन क॑ साझा करै छै आरू विस्तारित संरचना बनाबै छै । पृथक टेट्राहेड्रा धातु -ऑक्सीजेन बंधन द्वारा एक साथ रखल गेल एक घन तीन-आयामी जाल बनाबैत अछि |
ओलिविन के दू अलग-अलग धातु के साइट (एम 1 आ एम 2) किएक अछि ?
ऑर्थोरोम्बिक समरूपता आरू ऑक्सीजन परमाणु केरऽ विशिष्ट पैकिंग व्यवस्था दू क्रिस्टलोग्राफिक रूप स॑ अलग-अलग अष्टफलकीय स्थिति के निर्माण करै छै जेकरऽ आकार आरू विकृति के कुछ अलग-अलग छै । एम 1 एक उलटा केंद्र पर बैसल रहैत अछि आ छोट आ बेसी विकृत होइत अछि, जखन कि एम 2 दर्पण विमान पर पड़ैत अछि आ पैघ आ नियमित होइत अछि । ई भेद ई प्रभावित करै छै कि कोन कटियन पसंद करै छै आरू सामग्री केरऽ भौतिक गुणऽ क॑ नियंत्रित करै छै ।
संरचना ओलिविन क्रिस्टल संरचना पर कोना प्रभाव डालैत अछि ?
जेना कि Forterite-Fayalite श्रृंखला के पार मैग्नीशियम के प्रति आयरन विकल्प, इकाई कोशिका एक समान रूप स॑ विस्तार करै छै, कैन्हेंकि Fe24 mg20 स॑ बड़ऽ होय छै । मूलभूत संरचनात्मक टोपोलॉजी अपरिवर्तित रहैत अछि-एकही अंतरिक्ष समूह, समान परमाणु स्थिति, समान समन्वय वातावरण|बंधन केरऽ लंबाई म॑ कुछ बढ़ोत्तरी होय छै, लेकिन परमाणु केरऽ व्यवस्था मौलिक रूप स॑ मिलै छै । एहि सँ अंत-सदस्यक बीच पूर्ण ठोस समाधानक अनुमति भेटैत अछि |
की ओलिविन संरचना पानी या अन्य वाष्पशील पदार्थक कें समायोजित कयर सकय छै?
मानक ओलिविन संरचना मे कोनों हाइड्रोक्सिल समूह या आणविक जल नहि होयत छै. लेकिन, हाइड्रोजन केरऽ ट्रेस मात्रा म॑ बिन्दु दोष के रूप म॑ शामिल करलऽ जाब॑ सकै छै-आर्थिक रूप स॑ ऑक्सीजन परमाणु के प्रतिस्थापन या सामान्य रूप स॑ खाली साइटऽ म॑ निवास करै वाला OH समूह के रूप म॑ । ई "पानि" सामग्री बहुत कम रहैत अछि (आम तौर पर<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.
प्रमुख संरचनात्मक पैरामीटर सारांश
ओलिविन क्रिस्टल संरचना निम्नलिखित मौलिक विशेषता प्रदर्शित करैत अछि :
क्रिस्टल प्रणाली 1।: अंतरिक्ष समूह पीबीएनएम (या वैकल्पिक सेटिंग में पीएनएमा) के साथ आर्थोरोम्बिक
जाली पैरामीटर 1।:
फोरस्टेराइट: ए ≈ 4.75 Å, बी ≈ 10.20 Å, सी ≈ 5.98 Å
Fayalite: A ≈ 4.82 Å, B ≈ 10.48 Å, C ≈ 6.09 Å
बिल्डिंग ब्लॉक 2019।: पृथक Sio₄ Tetrahedra धातु के माध्यम से जुड़े {-ऑक्सीजेन अष्टकोण (MO₆)
धातु के स्थल 10।: अलग-अलग आकार आ विकृति के संग दू अलग-अलग अष्टफलकीय स्थल (M1 आ M2)
ऑक्सीजन के स्थिति: असममित इकाई मे तीन क्रिस्टलोग्राफिक रूप स अलग ऑक्सीजन स्थल
संरचनात्मक प्रकार २.: षट्कोणीय बंद-पैक्ड ऑक्सीजन सरणी टेट्राहेड्रल और अष्टापान शून्यों में कैटशियम के साथ
वर्गीकरण ८.: अलग-थलग टेट्राहेड्रल इकाइ के कारण नेसोसिलिकेट (आर्थोसिलिकेट)
समन्वय ८.: 4-समन्वय (टेट्राहेड्रल), 6-समन्वय (अक्टहेड्रल) मे एम कैटशियम मे।
ई संरचनात्मक ढाँचा उल्लेखनीय रूप स॑ मजबूत साबित होय छै, जेकरा स॑ भूवैज्ञानिक वातावरण म॑ व्यापक संरचनात्मक सीमा के पार स्थिरता क॑ बरकरार रखलऽ जाय छै जबकि तकनीकी अनुप्रयोगऽ म॑ उन्नत बैटरी सामग्री के नींव भी उपलब्ध करै छै । ओलिविन संरचना केरऽ मजबूत सहसंयोजक Si-O लचीला धातु के साथ बंधन के संयोजन-ऑक्सीजेन समन्वय एकरा पृथ्वी केरऽ सबसें महत्वपूर्ण आरू बहुमुखी खनिज संरचना म॑ स॑ एक बनाबै छै ।
