Ученые Кольского научного центра РАН совместно с коллегами из МГУ, СПбГУ и Музейно-выставочного центра «Апатит» исследовали процесс превращения паракелдышита в келдышит и уточнили химическую формулу и кристаллическую структуру этого минерала. Работа открывает новые перспективы как для фундаментальной науки, так и для прикладного материаловедения.
Келдышит был впервые обнаружен в Ловозерском массиве Кольского полуострова в 1962 году. Теперь он вновь стал объектом изучения с применением современных методов — рентгеноструктурного анализа, сканирующей электронной микроскопии и химического микроанализа. Результаты показали, что многие образцы, ранее считавшиеся келдышитом, на самом деле представляют собой частично протонированный и обеднённый натрием паракелдышит.
Ученые провели лабораторные эксперименты по гидролизу паракелдышита в растворах соляной кислоты различной концентрации и при разных температурах. Они установили, что уже в мягких условиях минерал теряет натрий, а при дальнейшем воздействии кислоты в его структуре начинает формироваться келдышит. Ключевую роль играет прочная водородная связь, запускающая деформации кристаллического каркаса и радикально меняющая физико-химические свойства вещества.
На основе полученных данных была уточнена формула келдышита — Na□ZrSi₂O₆(OH), где □ обозначает вакансии. Это подтвердило статус минерала как самостоятельного вида и опровергло предложенную ранее унифицированную формулу Na₂ZrSi₂O₇ для келдышита и паракелдышита.
Исследование имеет важное значение для международной базы данных IMA и развития минералогии в целом. Результаты позволяют прогнозировать изменения минералов в природных условиях и восстанавливать геохимическую историю формирования пород Ловозерского массива. Кроме того, группа минералов келдышита рассматривается как перспективная основа для создания ионных проводников, молекулярных сит и сорбентов тяжелых металлов. Управление структурой ионных каналов открывает путь к разработке материалов с заданными свойствами.
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: Кольский научный центр РАН
