稀土矿物的比较晶体化学

采用多面体分析法研究晶体结构对稀土类质同象置换的几何限制。基于替换离子的平均离子半径大小,稀土矿物晶体结构中可分为六类稀土位:Y、Y+Ca、REE、REE+Ca、Ce+Ca和Ce。对70个配位多面体体积的计算表明,钇族多面体体积为13×10^(-3)～28×10～(-3)nm^3,铈族为20×10^(-3)～40×10^(-3)nm^3。有利稀土发生类质同象置换的体积为21×10^(-3)～29×10^(-3)nm^3。多面体大小的变化受离子半径、配位数和多面体连接方式的影响。结构中存在两种多面体时,随着稀土位成分的变化,若两种多面体都倾向于增大变形,将导致结构对称性改变;若两种多面体变形的趋势相反,则有利结构的稳定。这种现象可由晶体势能分布或势能补偿机制来解释。