Изоморфизм примесных ионов в структуре гидроксилапатита по данным компьютерного моделирования

Калиниченко Е.А,

Распределение примесных ионов в катионных позициях M(I) и M(II) в структуре гидроксилапатита с изоморфными замещениями ионами K+ и La3+ (Сa, K, La-ГАП) исследовано методом компьютерного моделирования. Рассмотрены структуры с элементарной ячейкой Сa10—2xKxLax(PO4)6 [(OH)2(1–y)O2–yy]2 при  x = 0,25,  y = 0 и 0,125 и  x = 0,75,  y = 0,375 при распределении примесных ионов в структуре: равномерном или в ближайших структурных позициях. Установлено, что при низкой (x = 0,25) степени замещения примесные атомы, наиболее вероятно, распределены в позициях K (I) и La (I), ближайших вдоль оси с, такие структурные кластеры расположены в структуре на расстоянии ~12 Å. Равномерное распределение примесных атомов в обеих структурных позициях менее вероятно. При более высокой (x = 0,75) степени замещения примесные атомы распределены в структуре равномерно: преимущественно K (I) + La (II), с меньшей вероятностью — K (II) + La (I). Наиболее вероятная структура колонны ОН-групп — с гидроксильными вакансиями □  возле примесных ионов в М(II), основной частью ионов O2– — на максимальном удалении от примесных ионов и остальными ионами O2– — возле примесных ионов в М(II). Показано, что при низкой степени замещения вблизи примесных ионов образуются участки гидроксильных колонн с однонаправленными О—Н-связями. Установлена высокая вероятность формирования структурных фрагментов, в которых возможно образование ОН-содержащих О–-центров вблизи треугольников (3Са II)3 и (La, 2Са II)3. Проведено сопоставление результатов компьютерного моделирования с экспериментальными данными, полученными методами инфракрасной спектроскопии и электронного парамагнитного резонанса.

Номер журналу: 

Ключові слова: 

Сторінка: 

38