金属イオン | イオン半径 | 配位数 | 配位多面体 |
(B3+) Si 4+ Be 2+ Al 3+ 〃 Ti 4+ Cr 3+ Fe 3+ Ni 2+ Zr 4+ Mg 2+ Li + Fe 2+ Mn 2+ Cu 2+ Na + Ca 2+ 〃 K + ![]() |
0.2Å 0.4 0.4 0.5 0.6 0.7 0.7 0.7 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 0.9 0.9 1.1 1.1 1.2 1.6 ![]() |
3 4 4 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6〜8 6 8 12 ![]() |
(正三角形) 正四面体 〃 〃 正八面体 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃 〃,立方体 正八面体 立方体 (SiO4六角環) ![]() |
表 4-1 主な金属イオンのイオン半径 |
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(a)六方最密充填 | (b)立方最密充填 |
図 4-1 酸素イオンの最密充填型と正八面体空隙の位置関係 |
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図 4-2 最密充填の2層の酸素イオンに よって形成される空隙数とその位置 |
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サファイア原石(加藤氏提供) | コランダム原石(加藤氏提供) |
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斜線:TiO6八面体,白ぬき:空席の八面体 | a)正八面体構造 b)6個の正八面体で形作る八面体 | |
図 4-3 六方最密充填から ルチル型構造への転換(断面図) |
図 4-4 立方最密充填を成す 正八面体構造の相似形 |
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図 4-5 スピネル型構造の基本概念図 |
a)立体図(酸素イオンは一部省略) | |
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b)平面図(酸素イオンの積み重ね) | |
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図 4-6 Ti4+の形成する立方体 ペロブスカイト型構造 |
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磁鉄鉱(加藤氏提供) | スピネル(尖晶石)(加藤氏提供) |
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藍(らん)晶石(加藤氏提供) | ジルコン原石(加藤氏提供) |
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クサビ石(加藤氏提供) | トパーズ(黄玉)原石(加藤氏提供) |
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褐簾(かつれん)石(加藤氏提供) | タンザナイト原石(加藤氏提供) |
空隙の 種類 ![]() |
![]() SiO4四面体の構成(酸素の数) |
![]() 八面体空隙の特徴 |
優先する 金属イオン ![]() |
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面(3) | 稜(2) | 頂点(1) | 結合力 | 融通性 | その他 [空席時] | ||
面空隙 A | 2 | ― | ― | 最大 | 小 | [歪みの逃げ場] | Al3+,(Fe3+,Cr3+) |
面空隙 B | 1 | ― | 3 | 大 | 中 | [歪みを少し吸収] | Fe3+,Cr3+ |
点空隙 C | ― | 2 | 2 | 中 | 大 | 弱いへき開 | Mg2+,Fe2+,Mn2+ |
点空隙 D | ― | 0〜1 | 6〜4 | 小 | 最大 | へき開面を形成 | Ca2+,(Mg2+,Fe2+) |
表 4-2 SiO4四面体によって形成される八面体空隙の種類と特徴 |
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4個のSiO4四面体(太丸)に対する八面体空隙数とその有効直径=面空隙A:4個( 1.2Å), 面空隙B:4個( 1.6Å),点空隙C:4個( 1.6Å),点空隙D:4個( 1.6Å) |
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図 4-7 カンラン石の六方最密充填型結晶構造 |
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カンラン石(加藤氏提供) | 玄武岩中のカンラン石(加藤氏提供) |
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6個のSiO4四面体(太丸)に対する八面体空隙数とその有効直径= 面空隙A:12個( 1.2〜1.5Å),点空隙D:12個( 1.8〜2.2Å) |
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図 4-8 ザクロ石の立方最密充填型結晶構造(灰鉄柘榴石) |
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斜方十二面体のザクロ石(加藤氏提供) | 偏菱二十四面体のザクロ石(加藤氏提供) |
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