ओलिविन क्रिस्टल संरचना की होइत अछि ?

ओलिविन क्रिस्टल संरचना म॑ एक आर्थोरोम्बिक व्यवस्था होय छै, जहां अलग-थलग सिलिकॉन-ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा (SiO4) क॑ अष्टफलकीय स्थल प॑ कब्जा करै वाला धातु कैटशियम द्वारा जोड़लऽ जाय छै । ई संरचना क॑ ऑक्सीजन परमाणु केरऽ षट्कोणीय बंद-पैक सरणी के रूप म॑ देखलऽ जाब॑ सकै छै, जेकरा म॑ आधा अष्टफलकीय शून्यता मैग्नीशियम या लोहा केरऽ आयन स॑ भरलऽ छै आरू चतुर्भुज शून्यऽ के एक-आठवाँ हिस्सा सिलिकॉन द्वारा कब्जा करलऽ गेलऽ छै ।

आर्थोरोम्बिक समरूपता एवं अंतरिक्ष समूह विशेषताएँ |

ओलिविन समूह अंतरिक्ष समूह Pbnm (वैकल्पिक सेटिंग म॑ Pnma के रूप म॑ भी नामित करलऽ जाय छै) के तहत ऑर्थोरॉम्बिक क्रिस्टल सिस्टम म॑ क्रिस्टलीकृत होय जाय छै । ई मौलिक समरूपता परिभाषित करै छै कि परमाणु स्फटिक जाली के भीतर खुद क॑ कोना व्यवस्थित करै छै आरू खनिज के भौतिक गुणऽ क॑ सीधा प्रभावित करै छै ।

इकाई कोष्ठक मे चारि सूत्र इकाई (Z=4) होइत अछि आ तीन असमान अक्ष प्रदर्शित करैत अछि जे समकोण पर काटैत अछि|फोरस्टेराइट (Mg2SiO4) के लेल, विशिष्ट जाली पैरामीटर लगभग एक=4.75 Å, b=10.20 Å, आरू c=5.98 Å छै. फेयलाइट (Fe2SiO4) म॑ मैग्नीशियम के तुलना म॑ लोहा केरऽ बड़ऽ आयनिक त्रिज्या के कारण ई पैरामीटर कुछ a=4.82 Å, b=10.48 Å, आरू c=6.09 Å तलक विस्तारित होय जाय छै ।

पीबीएनएम स्पेस ग्रुप पदनाम महत्वपूर्ण संरचनात्मक विवरण के खुलासा करै छै. ई अंतरिक्ष समूह म॑ दर्पण विमान आरू एक उलटा केंद्र होय छै, जेकरा स॑ परमाणु स्थिति प॑ विशिष्ट समरूपता बाधा पैदा होय छै । संरचना के भीतर तीन क्रिस्टलोग्राफिक रूप स॑ अलग-अलग ऑक्सीजन स्थिति (O1, O2, O3) मौजूद छै, जेकरा म॑ O1 आरू O2 दर्पण विमान प॑ पड़लऽ छै जबकि O3 बिना विशेष समरूपता के सामान्य स्थिति प॑ रहै छै ।

चतुर्भुज एवं अष्टफलकीय समन्वय

ओलिविन केरऽ संरचना केरऽ दिल म॑ अलग-थलग SiO4− टेट्राहेड्रॉन छै, जहाँ एक केंद्रीय सिलिकॉन परमाणु आसपास केरऽ चार ऑक्सीजन परमाणु स॑ सहसंयोजक रूप स॑ जुड़ै छै । ई टेट्राहेड्रा पूर्ण रूप स॑ स्वतंत्र छै-ई पड़ोसी टेट्राहेड्रा के साथ ऑक्सीजन परमाणु साझा नै करै छै, जे ओलिविन क॑ नेसोसिलिकेट या ऑर्थोसिलिकेट के रूप म॑ वर्गीकृत करै छै । प्रत्येक Si-O बंधन केरऽ माप लगभग 1.63-1.66 Å होय छै आरू मजबूत सहसंयोजक चरित्र प्रदर्शित करै छै ।

चतुर्भुज अभिविन्यास में बारी-बारी से, स्फटिकीय c-अक्ष के समानांतर पंक्तियों के साथ ऊपर और नीचे इशारा करते हैं|ई बारी-बारी स॑ व्यवस्था संरचना के भीतर चैनल बनाबै छै, जहां धातु कैटशियम रह॑ सकै छै । सिलिकॉन आयन केवल एक क्रिस्टलोग्राफिक रूप स॑ अलग जगह प॑ कब्जा करै छै जे दर्पण विमान प॑ बैठलऽ छै, मतलब संरचना म॑ मौजूद सब सिलिकॉन परमाणु समरूपता ऑपरेशन द्वारा संबंधित छै ।

धातु कैटशियम (आम तौर पर Mg2+ या Fe2+) दू अलग-अलग अष्टफलकीय स्थल पर कब्जा करै छै जेकरा M1 आरू M2 लेबल छै । एम 1 साइट एक उलटा केंद्र पर बैठलऽ छै आरू एक अधिक विकृत अष्टफलक के निर्माण करै छै जेकरा म॑ आसपास के छह ऑक्सीजन परमाणु छै । M1 म॑ धातु-ऑक्सीजन बंधन केरऽ लंबाई मैग्नीशियम लेली लगभग 2.07-2.13 Å स॑ ल॑ क॑ होय छै । एम 2 साइट एक दर्पण विमान पर पड़ै छै आरू एक बड़ऽ, अधिक नियमित अष्टफलक के निर्माण करै छै जेकरऽ एमओ दूरी 2.04-2.21 Å तक फैललऽ छै ।

एम 1 आरू एम 2 साइट के बीच के भेद के महत्वपूर्ण निहितार्थ छै कि अलग-अलग कैटशियम संरचना म॑ खुद क॑ कोना वितरित करै छै । मैग्नीशियम-लोहा ठोस घोल श्रृंखला म॑, Mg2+ आरू Fe2+ कम साइट वरीयता दिखाबै छै- दोनों बिना मजबूत चयनात्मकता के M1 आरू M2 साइट प॑ कब्जा करै छै । लेकिन, मोंटिसेलाइट (CaMgSiO4) जैसनऽ कैल्शियम-धारक ओलिविन म॑, बड़ऽ Ca2+ आयन प्राथमिकता स॑ अधिक विशाल M2 साइटऽ म॑ प्रवेश करै छै जबकि Mg2+ छोटऽ M1 स्थिति के पक्ष म॑ होय छै ।

षट्कोणीय बंद-पैक्ड ऑक्सीजन ढाँचा

ओलिविन संरचना के वर्णन के एक वैकल्पिक तरीका ऑक्सीजन उपजाल पर जोर दै छै. ऑक्सीजन आयन a-अक्ष के साथ ढेर लगभग षट्कोणीय बंद-पैक (hcp) सरणी बनाबै छै. ई ढाँचा मचान प्रदान करै छै, जेकरा प॑ सिलिकॉन आरू धातु कैटशियम खुद क॑ स्थिति म॑ रखै छै ।

ई hcp ऑक्सीजन व्यवस्था के भीतर, धातु कैटशियम उपलब्ध अष्टफलकीय शून्यता के आधा भाग भरै छै, जबकि सिलिकॉन परमाणु चतुर्भुज शून्यता के एक-आठवाँ हिस्सा पर कब्जा करै छै । ई चयनात्मक साइट कब्जा M2SiO4 केरऽ विशेषता ओलिविन स्टोइकियोमेट्री बनाबै छै, जहाँ M द्विसंयोजक धातु कैटशियम क॑ दर्शाबै छै ।

प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु एक सिलिकॉन आरू तीन धातु परमाणु स॑ जुड़ै छै, जेकरा स॑ एक घना तीन-आयामी ढाँचा बन॑ छै । ऑक्सीजन परमाणु बराबर नै छै-तीन अलग-अलग ऑक्सीजन स्थिति (O1, O2, O3) के बंधन वातावरण आरू पड़ोसी परमाणु स॑ दूरी कुछ अलग होय छै । ऑक्सीजन स्थलऽ म॑ ई भिन्नता समग्र संरचनात्मक जटिलता म॑ योगदान दै छै आरू तापीय विस्तार आरू संपीड़न क्षमता जैसनऽ गुण क॑ प्रभावित करै छै ।

किनारे-साझेदारी अष्टफलक के परत (100) विमान के समानांतर फैलल छै, जे अलग-थलग SiO4 चतुर्भुज द्वारा पार-लिंक छै. ई परतदार विशेषता लागू तनाव के तहत विशेष रूप स॑ महत्वपूर्ण होय जाय छै, कैन्हेंकि ई संभावित पर्ची विमान पैदा करै छै जे पृथ्वी केरऽ मेंटल म॑ ओलिविन केरऽ यांत्रिक आरू भूकंपीय गुण क॑ प्रभावित करै छै ।

ठोस घोल एवं संरचनात्मक परिवर्तनशीलता

ओलिविन केरऽ क्रिस्टल संरचना मैग्नीशियम केरऽ छोर-सदस्य फोर्स्टेराइट (Mg2SiO4) आरू लोहा केरऽ छोर-सदस्य फेयलाइट (Fe2SiO4) के बीच एक निरंतर ठोस घोल क॑ समायोजित करै छै । ई पूर्ण मिश्रण क्षमता ऐसनऽ वजह स॑ मौजूद छै कि Mg2+ (आयनिक त्रिज्या ~0.72 Å) आरू Fe2+ (आयनिक त्रिज्या ~0.77 Å) के आकार म॑ मात्र लगभग 7% के अंतर छै, जेकरा स॑ ई क्रिस्टल संरचना क॑ काफी विकृत नै करी क॑ स्वतंत्र रूप स॑ प्रतिस्थापन करै के अनुमति दै छै ।

रचना क॑ परंपरागत रूप स॑ मोलर प्रतिशत के रूप म॑ व्यक्त करलऽ जाय छै, जेना कि Fo₇₀ Fa3 (या बस Fo₇6), जे 70% फोर्स्टेराइट आरू 30% फेयलाइट क॑ दर्शाबै छै । मैफिक चट्टानऽ स॑ मिललऽ प्राकृतिक ओलिविन आम तौर प॑ Fo50 स॑ Fo26 तलक के होय छै, जबकि मेंटल ओलिविन आम तौर प॑ अधिक मैग्नीशियन होय ​​छै, जेकरऽ रचना Fo88 स॑ Fo22 के आसपास होय छै ।

जाली के पैरामीटर लोहा के मात्रा के साथ लगभग रेखीय रूप स॑ बढ़ी जाय छै । जेना-जेना Fe2+ Mg2+ के विकल्प बनाबै छै, इकाई कोशिका के विस्तार होय छै, कैन्हेंकि लोहा केरऽ बड़ऽ आकार परमाणु क॑ कुछ आरू अलग करी दै छै । ई संबंध एतना पूर्वानुमानित छै कि इकाई कोशिका आयाम के उपयोग उचित सटीकता के साथ ओलिविन संरचना के निर्धारण लेली करलऽ जाब॑ सकै छै ।

प्रमुख Mg-Fe प्रतिस्थापन के अलावा, ओलिविन संरचना म॑ अन्य कैटशियम केरऽ मामूली मात्रा शामिल होय सकै छै । कैल्शियम सीमित मात्रा मे संरचना मे प्रवेश करैत अछि, एम 2 साइट पसंद करैत अछि । मैंगनीज (टेफ्रोइट मे, Mn2SiO4) मैग्नीशियम या लोहा कें जगह पूरा तरह सं ल सकय छै. निकल, क्रोमियम, आरू यहां तक ​​कि फेरिक आयरन (Fe3+) केरऽ ट्रेस मात्रा अष्टफलकीय स्थलऽ म॑ प्रतिस्थापन करी सकै छै, हालांकि छोटऽ अनुपात म॑ ।

संरचनात्मक स्थिरता एवं 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 बहुरूप म॑ बदली जाय छै ।

लगभग 410 किमी गहराई (14 जीपीए के आसपास के दबाव के अनुरूप) पर ओलिविन वैड्सलेइट में एक्सोथर्मिक चरण संक्रमण स॑ गुजरै छै । ई परिवर्तन म॑ एगो महत्वपूर्ण संरचनात्मक पुनर्व्यवस्था शामिल छै, जहां ऑक्सीजन उपजाल षट्कोणीय बंद-पैकिंग स॑ अधिक घन व्यवस्था के तरफ शिफ्ट होय जाय छै । वैड्सलेइट आर्थोरोम्बिक समरूपता क॑ बरकरार रखै छै लेकिन अष्टफलकीय समन्वय म॑ कुछ सिलिकॉन परमाणु के साथ संशोधित स्पाइनल- जैसनऽ संरचना अपनाबै छै ।

पृथ्वी केरऽ मेंटल म॑ गहराई स॑, लगभग ५२० किमी गहराई (१८-२० जीपीए) प॑, वैड्सलेइट रिंगवुडाइट म॑ बदली जाय छै, जे घन स्पाइनल संरचना अपनाबै छै । रिंगवुडाइट में सब सिलिकॉन चतुर्भुज स्थिति के बजाय अष्टफलकीय स्थान पर कब्जा करै छै । ई चरण संक्रमण के कारण अचानक घनत्व बढ़ै छै जेकरा भूकंप विज्ञानी भूकंपीय तरंग के वेग में असंतुलन के रूप में पता लगाबै छै ।

ई संक्रमण केरऽ कोन दबाव तापमान आरू संरचना प॑ निर्भर करै छै । लोहा-समृद्ध ओलिविन मैग्नीशियम-समृद्ध किस्मक कें अपेक्षा कम दबाव पर रूपांतरित भ जायत छै. 800 डिग्री पर शुद्ध फोर्स्टेराइट 11.8 जीपीए पर वैड्सलेइट में परिवर्तित भ जायत अछि, जखन कि वैड्सलेइट-से-रिंगवुडाइट संक्रमण 14 जीपीए सं ऊपर होइत अछि । लोहा केरऽ छोर-सदस्य फयलाइट वैडस्लेयाइट संरचना क॑ पूरा तरह स॑ छोड़ी क॑ कम दबाव प॑ सीधे अहरेंसाइट (लोहा-धारक रिंगवुडाइट एनालॉग) म॑ बदली जाय छै ।

दबाव एवं तापमान के प्रति संरचनात्मक प्रतिक्रिया

ओलिविन संरचना लागू दबाव-विभिन्न क्रिस्टलोग्राफिक दिशा अलग-अलग दर स॑ संपीड़ित होय के प्रति विषमतापूर्ण रूप स॑ प्रतिक्रिया दै छै । एम 2 अष्टफलक फोर्स्टेराइट स॑ ल॑ क॑ फेयलाइट तक के सब रचना म॑ एम 1 अष्टफलक स॑ अधिक आसानी स॑ संकुचित होय जाय छै । ई विभेदक संपीड़न ऐन्हऽ कारण स॑ होय छै कि एम 2 साइट केरऽ प्रारंभिक आयतन अधिक होय छै आरू ओकरऽ बंधन विन्यास म॑ अधिक लचीलापन होय ​​छै ।

8 GPa तक के एकल-क्रिस्टल एक्स-रे विवर्तन अध्ययन स॑ पता चलै छै कि M2-O बंधन केरऽ लंबाई दबाव म॑ M1-O बंधन स॑ भी तेजी स॑ छोटऽ होय जाय छै । एम 1 अष्टफलक लोहा के मात्रा बढ़ला के साथ अपेक्षाकृत कम संपीड़न योग्य होय जाय छै, जेकरा चलतें विरोधाभासी रूप स॑ थोक मापांक (संपीड़न के प्रति समग्र प्रतिरोध) फोर्स्टेराइट स॑ फेयलाइट म॑ कुछ बढ़ी जाय छै-शुरुआत म॑ एकरऽ प्रतिकूल परिणाम छै, कैन्हेंकि लोहा मैग्नीशियम स॑ भारी होय छै ।

तापमान संरचना के अलग-अलग तरह स प्रभावित करैत अछि। ताप के कारण इकाई कोशिका के विस्तार होय छै, जेकरा म॑ b-अक्ष सबसें अधिक तापीय विस्तार गुणांक दिखाबै छै । 900 डिग्री तक केरऽ फोरस्टेराइट प॑ उच्च-तापमान के अध्ययन स॑ पता चलै छै कि M-O बंधन केरऽ लंबाई व्यवस्थित रूप स॑ बढ़ी जाय छै, लेकिन मूलभूत संरचनात्मक टोपोलॉजी तब तलक अपरिवर्तित रहै छै जब॑ तलक कि पिघलऽ के तापमान नै आबी जाय छै ।

SiO4 चतुर्भुज धातु-ऑक्सीजन अष्टफलक के तुलना म॑ उल्लेखनीय रूप स॑ कठोर साबित होय छै । Si-O बंधन केरऽ लम्बाई या त॑ दबाव या तापमान के साथ न्यूनतम बदलै छै, कैन्हेंकि Si-O बंधन केरऽ मजबूत सहसंयोजक चरित्र छै । अधिकांश संरचनात्मक लचीलापन बहुफलक के स्वयं संपीड़न के बजाय M-O बंधन लंबाई आरू बहुभुज के बीच के कोणऽ म॑ समायोजन स॑ आबै छै ।

लिथियम-आयन बैटरी प्रौद्योगिकी में ओलिविन संरचना

ओलिविन संरचनात्मक ढाँचा मे महत्वपूर्ण तकनीकी अनुप्रयोग पाबै छैलिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी(LiFePO4 या एलएफपी)। 1996 म॑ कैथोड सामग्री के रूप म॑ खोजलऽ गेलऽ लिथियम आयरन फॉस्फेट खनिज ओलिविन केरऽ समान मौलिक ओलिविन संरचना प्रकार अपनाबै छै, हालांकि फॉस्फेट समूह अलग-थलग सिलिकेट टेट्राहेड्रा के जगह लै छै ।

LiFePO4 म॑, संरचना जाली पैरामीटर a=6.008 Å, b=10.334 Å, आरू c=4.693 Å के साथ ऑर्थोरोम्बिक समरूपता (अंतरिक्ष समूह Pnma/Pbnm) क॑ बनाए रखै छै । लोहा के परमाणु अष्टफलकीय स्थल (FeO3 अष्टफलक के निर्माण) पर कब्जा करै छै, जबकि फास्फोरस के परमाणु चतुर्भुज स्थल (PO4 चतुर्भुज के निर्माण) में बैठै छै, जे खनिज ओलिविन में धातु आरू सिलिकॉन परमाणु के व्यवस्था केना होय छै, एकरऽ अनुरूप छै ।

मुख्य अंतर अतिरिक्त लिथियम कैटशियम मे अछि । लिथियम आयन संरचना के भीतर अष्टकोणीय चैनलऽ म॑ निवास करै छै, जे ज़िगज़ैग पैटर्न म॑ व्यवस्थित होय छै । बैटरी चार्जिंग आरू डिस्चार्जिंग के दौरान, लिथियम आयन क॑ रिवर्सिबल तरीका स॑ ई चैनलऽ स॑ निकाली क॑ ओकरा म॑ डाललऽ जाब॑ सकै छै, बिना बेसिक ओलिविन फ्रेमवर्क क॑ ढहले । लोहा Fe2+ आरू Fe30 के बीच रेडॉक्स साइकिलिंग स॑ गुजरै छै ताकि लिथियम के अंदर-बाहर होय के साथ चार्ज संतुलन बनाबै के काम करलऽ जाय सक॑ ।

मजबूत ओलिविन आर्किटेक्चर सं विरासत मे भेटल इ संरचनात्मक स्थिरता-LiFePO4 बैटरी कें असाधारण सुरक्षा विशेषता आ लंबा चक्र जीवन प्रदान करयत छै. फॉस्फेट टेट्राहेड्रा म॑ मजबूत P-O सहसंयोजक बंधन ऑक्सीजन रिलीज के प्रतिरोध करै छै, जेकरा स॑ तापीय भागलऽ प्रतिक्रिया क॑ रोकै छै जे कुछ अन्य लिथियम-आयन बैटरी रसायन विज्ञान क॑ परेशान करै छै । वाणिज्यिक 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 अक्षऽ के साथ एक-आयामी चैनलऽ के माध्यम स॑ फैलना जरूरी छै । ई आयनिक चालकता आरू दर क्षमता क॑ सीमित करी दै छै । शोधकर्ता न॑ एकरा नैनोस्ट्रक्चरिंग (प्रसार मार्ग क॑ छोटऽ करै लेली कणऽ के आकार क॑ कम करना) आरू कार्बन कोटिंग (इलेक्ट्रॉनिक चालकता म॑ सुधार) के माध्यम स॑ संबोधित करै छै । लिथियम मैंगनीज आयरन फॉस्फेट (LMFP) जैसनऽ संशोधित संस्करण ओलिविन संरचना क॑ बरकरार रखै छै जबकि कुछ आयरन के जगह मैंगनीज क॑ ऑपरेटिंग वोल्टेज बढ़ाबै छै ।

क्रिस्टल संरचना निर्धारण विधियाँ

ओलिविन संरचना केरऽ आधुनिक समझ मुख्य रूप स॑ एक्स-रे विवर्तन तकनीक स॑ मिलै छै । विलियम लॉरेंस ब्रैग आरू जी.बी. हुनकऽ काम न॑ ओलिविन क॑ अलग-थलग SiO4 टेट्राहेड्रा-सिलिकेट खनिज विज्ञान लेली एगो बुनियादी अंतर्दृष्टि स॑ बनलऽ के रूप म॑ स्थापित करलकै ।

एकल-स्फटिक एक्स-किरण विवर्तन सटीक संरचनात्मक निर्धारण के लेल स्वर्ण मानक बनल अछि|एक छोटऽ ओलिविन क्रिस्टल (आम तौर पर 0.1-0.5 मिमी) क॑ गोनियोमीटर प॑ लगाय क॑ एक्स-रे बीम के माध्यम स॑ घुमाय देलऽ जाय छै । परिणामस्वरूप विवर्तन पैटर्न म॑ हजारों व्यक्तिगत परावर्तन होय ​​छै, जेकरा म॑ हर एक क्रिस्टलोग्राफिक विमानऽ के अलग-अलग सेट के प्रतिनिधित्व करै छै । परिष्कृत सॉफ्टवेयर परमाणु स्थिति, तापीय पैरामीटर, आरू साइट कब्जा क॑ परिष्कृत करी क॑ देखलऽ गेलऽ विवर्तन तीव्रता स॑ मेल खाबै छै ।

न्यूट्रॉन विवर्तन पूरक जानकारी प्रदान करै छै, जे विशेष रूप स॑ हाइड्रोजन परमाणु केरऽ पता लगाबै लेली (जलीय चरणऽ म॑) आरू मैग्नीशियम आरू एल्युमिनियम जैसनऽ समान इलेक्ट्रॉन गिनती वाला तत्वऽ के बीच अंतर करै लेली मूल्यवान छै । न्यूट्रॉन प्रयोगऽ म॑ बड़ऽ क्रिस्टल आरू न्यूट्रॉन स्रोत वाला विशेष सुविधा के जरूरत होय छै, लेकिन ई चुंबकीय संरचना आरू कुछ प्रकाश तत्वऽ के स्थिति के निर्धारण लेली बेहतर परिशुद्धता प्रदान करै छै ।

संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (TEM) नैनोस्केल प॑ ओलिविन संरचना के जांच करै छै, जेकरा स॑ विवर्तन विधि स॑ अदृश्य दोष, डोमेन सीमा आरू स्थानीय भिन्नता के खुलासा होय छै । उच्च-रिजोल्यूशन वाला TEM अलग-अलग परमाणु स्तंभ के छवि बना सकै छै, जे सीधे परमाणु के व्यवस्था के कल्पना करी सकै छै. ई विशेष रूप स॑ शक्तिशाली होय जाय छै जब॑ विकृत नमूना या चरण संक्रमण के अध्ययन करलऽ जाय छै, जहां संरचना छोटऽ दूरी प॑ भिन्न होय ​​छै ।

रमन आरू इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी कंपन मोड के माध्यम स॑ ओलिविन संरचना के जांच करै छै । SiO4 चतुर्भुज म॑ चार मौलिक कंपन मोड छै, आरू ओकरऽ आवृत्ति Si-O बंधन ताकत आरू आसपास के संरचनात्मक वातावरण प॑ निर्भर करै छै । संरचना ई कंपन आवृत्ति क॑ पूर्वानुमानित तरीका स॑ प्रभावित करै छै-फोरस्टेराइट फेयलाइट स॑ अलग-अलग स्पेक्ट्रल चोटी दिखाबै छै, कैन्हेंकि Fe-O बंधन Mg-O बंधन स॑ कमजोर होय छै । ई स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीक गैर-विनाशकारी रूप स॑ काम करै छै आरू छोटऽ-छोटऽ नमूना या समावेशऽ के विशेषता बताय सकै छै ।

भौतिक गुणों पर संरचनात्मक प्रभाव

क्रिस्टलोग्राफिक व्यवस्था सीधा ओलिविन केरऽ अवलोकनीय गुणऽ क॑ नियंत्रित करै छै । खनिज आम तौर पर जैतून-हरे रंग के प्रतीत होय छै, कैन्हेंकि अष्टफलकीय समन्वय म॑ Fe2+ आयन विशिष्ट तरंग दैर्घ्य म॑ प्रकाश क॑ सोख॑ छै, जेकरा स॑ हरियर रंग के संचार होय छै । शुद्ध फोर्स्टेराइट रंगहीन सँ हल्का पीला-हरे रंगक होइत अछि, जखन कि लोहा-समृद्ध रचना गहरे हरियर सँ भूरा-कारी रंगक होइत अछि ।

ओलिविन विच्छेदन के बजाय कोन्कोइडल फ्रैक्चर प्रदर्शित करै छै, कैन्हेंकि अष्टफलक स॑ जुड़लऽ अलग-थलग चतुर्भुज के तीन-आयामी ढाँचा सब दिशा म॑ समान रूप स॑ मजबूत बंधन बनाबै छै । अभ्रक या परत सिलिकेट म॑ चादर संरचना के तुलना म॑ संरचना म॑ कोनो कमजोरी के विमान मौजूद नै छै । जखन ओलिविन टूटै छै त॑ ई विशिष्ट क्रिस्टलोग्राफिक विमानऽ के साथ-साथ विभाजित होय के बजाय संरचना के पार अनियमित रूप स॑ फ्रैक्चर होय जाय छै ।

आर्थोरोम्बिक समरूपता विषमता गुण पैदा करै छै-भौतिक विशेषता स्फटिकीय दिशा के साथ भिन्न होय ​​छै. भूकंपीय तरंग के वेग क्रिस्टल अक्ष के सापेक्ष प्रसार दिशा के आधार पर भिन्न होय ​​छै । तेज वेग दिशा a-अक्ष, मध्यम वेग c-अक्ष, आरू धीमा वेग b-अक्ष स॑ मेल खाबै छै । मेंटल ओलिविन म॑ ई भूकंपीय विषमता भूभौतिकीविदऽ क॑ मेंटल प्रवाह केरऽ दिशा आरू परिमाण के व्याख्या करै म॑ मदद करै छै ।

कठोरता (मोहस पैमाना पर 6.5-7) आरू घनत्व (फोरस्टेराइट के लेलऽ 3.27-3.37 ग्राम/सेमी3, फैयलाइट के लेलऽ 4.39 ग्राम/सेमी3) दूनू संरचना के कड़ा पैकिंग आरू धातु-ऑक्सीजन बंधन के ताकत स॑ संबंधित छै । ओलिविन संरचना म॑ घना ऑक्सीजन ढाँचा आरू छोटऽ धातु-ऑक्सीजन दूरी के कारण गहरी पृथ्वी केरऽ परिस्थिति म॑ रासायनिक मौसम के प्रतिरोधी एगो कठोर, घना खनिज पैदा होय छै ।

संरचनात्मक दोष एवं मौसमी परिवर्तन

असली ओलिविन क्रिस्टल म॑ संरचनात्मक अपूर्णता होय छै जे ओकरऽ व्यवहार प॑ काफी प्रभाव डालै छै । बिन्दु दोष म॑ रिक्ति (परमाणु गायब), अंतराल (सामान्य रूप स॑ खाली स्थिति म॑ निचोड़लऽ गेलऽ अतिरिक्त परमाणु), आरू प्रतिस्थापन दोष (सामान्य स्थल प॑ गलत परमाणु) शामिल छै । ई दोष, यद्यपि दुर्लभ छै, आयनिक गति के लेलऽ मार्ग बनाबै के माध्यम स॑ प्रसार दर आरू विद्युत चालकता क॑ नियंत्रित करै छै ।

विस्थापन-रेखा दोष जहाँ नियमित क्रिस्टलोग्राफिक व्यवस्था टूटी जाय छै-ओलिविन के यांत्रिक गुणऽ पर हावी होय छै. डिस्लोकेशन क्रीप (स्फटिक के माध्यम स॑ ई रेखा दोषऽ के गति) भूवैज्ञानिक समय-माप के तहत मेंटल ओलिविन म॑ एगो प्रमुख विरूपण तंत्र के प्रतिनिधित्व करै छै । विशिष्ट पर्ची प्रणाली (स्फटिकीय विमान आरू विस्थापन गति के दिशा) ई निर्धारित करै छै कि ओलिविन दाना कोना विकृत होय जाय छै आरू पसंदीदा क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास के विकास करै छै.

दाना सीमा आरू जुड़वाँ सीमा जैसनऽ विस्तारित दोष अंतरफलक बनाबै छै, जहां क्रिस्टल संरचना एक अभिविन्यास स॑ दोसरऽ अभिविन्यास म॑ संक्रमण करै छै । ई सीमा यांत्रिक ताकत क॑ प्रभावित करै छै आरू रासायनिक परिवर्तन लेली तेज प्रसार मार्ग प्रदान करै छै । उपदाना सीमा-कम-विस्थापन के सरणी स बनल कोण सीमा-विकृत ओलिविन मे विकसित होइत अछि आ विरूपण इतिहास दर्ज करैत अछि |

पृथ्वी के सतह पर ओलिविन अपनऽ मजबूत संरचना के बावजूद तेजी स॑ मौसम के सामना करै छै । पानी के अणु दोष आरू दाना के सीमा के साथ घुसी सकै छै, जे ओलिविन ढाँचा के साथ प्रतिक्रिया करी सकै छै । सबसें आम परिवर्तन उत्पाद सर्पेन्टाइन छै, जे तखन बनय छै जखन पानी के अणु संरचना म॑ घुसै छै: 2Mg2SiO4 + 3H2O → Mg3Si2O5(OH)4 + Mg(OH)2 । ई प्रतिक्रिया मूल आयतन क॑ ३०-४०% बढ़ाबै छै आरू मूल ओलिविन संरचना क॑ नष्ट करी दै छै, जेकरा स॑ एकरऽ जगह प॑ शीट सिलिकेट परत होय जाय छै ।

अन्य परिवर्तन उत्पादक मे इडिंगसाइट (लोहा ऑक्साइड आ मिट्टी कें खनिज कें एकटा महीन-दानेदार मिश्रण) आ बाउलिंगाइट (हाइड्रेटेड आयरन-धारक सिलिकेट) शामिल छै. ई परिवर्तन प्रक्रिया दरार आरू क्रिस्टल केरऽ किनारे के साथ सबसें तेजी स॑ चलै छै, जहां पानी संरचना म॑ सबसें आसानी स॑ पहुँची सकै छै । पूर्ण छद्म रूपात्मक प्रतिस्थापन भ सकै छै, जहाँ परिवर्तित सामग्री बाहरी क्रिस्टल आकार क॑ बरकरार रखै छै जबकि आंतरिक संरचना पूरा तरह स॑ गौण खनिज म॑ बदली जाय छै ।

बार-बार पूछे जाने वाले प्रश्न

ओलिविन संरचना अन्य सिलिकेट खनिज सं अलग की बनाबै छै?

ओलिविन म॑ अलग-थलग SiO4 टेट्राहेड्रा होय छै जे एक दोसरा के साथ ऑक्सीजन परमाणु साझा नै करै छै, जेकरा स॑ एकरा नेसोसिलिकेट के रूप म॑ परिभाषित करलऽ जाय छै । ई चेन सिलिकेट (पाइरोक्सीन जैसनऽ), शीट सिलिकेट (माइका जैसनऽ), आरू फ्रेमवर्क सिलिकेट (क्वार्ट्ज जैसनऽ) के साथ विपरीत छै, जहाँ टेट्राहेड्रा ऑक्सीजन साझा करी क॑ विस्तारित संरचना बनाबै छै । अलग-थलग चतुर्भुज धातु-ऑक्सीजन बंधन द्वारा एक साथ रखलऽ गेलऽ एक घना तीन-आयामी जाल बनाबै छै ।

ओलिविन केरऽ दू अलग-अलग धातु केरऽ साइट (M1 आरू M2) कियैक होय छै ?

ऑर्थोरोम्बिक समरूपता आरू ऑक्सीजन परमाणु केरऽ विशिष्ट पैकिंग व्यवस्था स॑ दू क्रिस्टलोग्राफिक रूप स॑ अलग-अलग अष्टफलकीय स्थिति पैदा होय छै जेकरऽ आकार आरू विकृति कुछ अलग होय छै । एम 1 एकटा उलटा केंद्र पर बैसल अछि आ छोट आ बेसी विकृत अछि, जखन कि एम 2 एकटा दर्पण विमान पर पड़ल अछि आ पैघ आ बेसी नियमित अछि । ई भेद प्रभावित करै छै कि कोन कैटशियम कोन साइट पसंद करै छै आरू सामग्री के भौतिक गुणऽ क॑ नियंत्रित करै छै ।

रचना ओलिविन क्रिस्टल संरचना के कोना प्रभावित करैत अछि ?

जेना कि लोहा फोर्स्टेराइट-फेयलाइट श्रृंखला भर म॑ मैग्नीशियम के विकल्प होय छै, इकाई कोशिका एक समान रूप स॑ विस्तारित होय छै, कैन्हेंकि Fe2+ Mg2+ स॑ बड़ऽ होय छै । मूल संरचनात्मक टोपोलॉजी अपरिवर्तित रहैत अछि-एकहि अंतरिक्ष समूह, एकहि परमाणु स्थिति, एकहि समन्वय वातावरण. बंधन केरऽ लम्बाई कुछ बढ़ी जाय छै, लेकिन परमाणु केरऽ व्यवस्था मौलिक रूप स॑ एक जैसनऽ रहै छै । एहि सँ अंतिम-सदस्यक बीच पूर्ण ठोस समाधान 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 बिंदु दोष के रूप म॑ शामिल होय सकै छै-आम तौर प॑ ऑक्सीजन परमाणु के प्रतिस्थापन या सामान्य रूप स॑ खाली जगहऽ प॑ निवास करै वाला OH समूह के रूप म॑ । ई "पानी" सामग्री बहुत कम रहैत अछि (विशेषतः |<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 सिस्टम: अंतरिक्ष समूह Pbnm (या वैकल्पिक सेटिंग में Pnma) के साथ आर्थोरोम्बिक

जाली पैरामीटर:

फोरस्टेराइट: एक ≈ 4.75 Å, ख ≈ 10.20 Å, ग ≈ 5.98 Å

फयलाइट: क ≈ 4.82 Å, ख ≈ 10.48 Å, ग ≈ 6.09 Å

बिल्डिंग ब्लॉक: धातु-ऑक्सीजन अष्टफलक (MO7) के माध्यम से जुड़े पृथक SiO4 चतुर्भुज

धातु स्थल: दू अलग-अलग अष्टकोणीय स्थल (M1 आ M2) जेकर आकार आ विकृति अलग-अलग अछि |

ऑक्सीजन के स्थिति: असममित इकाई में तीन क्रिस्टलोग्राफिक रूप से अलग-अलग ऑक्सीजन स्थल |

संरचनात्मक प्रकार: चतुर्भुज आ अष्टफलकीय शून्य मे कैटशियम के साथ षट्कोणीय बंद-पैक ऑक्सीजन सरणी |

वर्गीकरण: अलग-थलग चतुर्भुज इकाइयों के कारण नेसोसिलिकेट (आर्थोसिलिकेट)।

समन्वय: 4-समन्वय (चतुर्भुज) में Si, 6-समन्वय (अष्टफलकीय) में M कैटशियम

ई संरचनात्मक ढाँचा उल्लेखनीय रूप स॑ मजबूत साबित होय छै, जे भूवैज्ञानिक वातावरण म॑ विस्तृत संरचनात्मक श्रेणी म॑ स्थिरता क॑ बरकरार रखै छै जबकि तकनीकी अनुप्रयोगऽ म॑ उन्नत बैटरी सामग्री लेली भी आधार प्रदान करै छै । ओलिविन संरचना केरऽ लचीला धातु-ऑक्सीजन समन्वय के साथ मजबूत सहसंयोजक Si-O बंधन के संयोजन एकरा पृथ्वी केरऽ सबसें महत्वपूर्ण आरू बहुमुखी खनिज संरचना म॑ स॑ एक बनाबै छै ।