Bonding Characteristics, Thermal Expansibility, and Compressibility of RXO4 (R = Rare Earths, X = P, As) within Monazite and Zircon Structures

离子半径 独居石 化学 锆石 镧系收缩 镧系元素 晶格能 结晶学 化学键 离子键合 键能 粘结长度 体积模量 债券定单 热膨胀 晶体结构 热力学 离子 分子 物理 古生物学 有机化学 生物
作者
Huaiyong Li,Siyuan Zhang,Shihong Zhou,Xueqiang Cao
出处
期刊:Inorganic Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:48 (10): 4542-4548 被引量:47
标识
DOI:10.1021/ic900337j
摘要

Systematically theoretical research was performed on the monazite- and zircon-structure RXO4 (R = Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu; X = P, As) series by using the chemical bond theory of dielectric description. The chemical bond properties of R−O and X−O bonds were presented. In the zircon phase, the covalency fractions of X−O bonds increased in the order of V−O < As−O < P−O, which was in accordance with the ionic radii and electronegative trends, and the covalency fractions of R−O bonds varied slightly due to the lanthanide contraction. While in the monazite phase, both R−O and X−O bonds were divided into two groups by their covalency fractions. The contributions from the bond to the lattice energy, linear thermal expansion coefficient (LTEC), and bulk modulus were explored. The X−O bonds with short bond lengths and high chemical valence made greater contributions to the lattice energy and performed nearly rigidly during the deformation. A regular variation of lattice energy, LTEC, and bulk modulus with the ionic radii of the lanthanides was observed in both monazite and zircon phases.
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