Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 1 (1989), страница 5

иерее. $ пс. ".$. Элема«гарина ачсака $««кнеми, а дау» пт аосьык ок$митоа асторах ипкачано Расположение исков ($2о!тсг, $955). Шесть остальных октантов похабны т!На! !$иу$$, $$риче»$ октиит$$, имеющие ой»не ребро, обладают они«иковыми егруктуро$$и. а мыс!о«псе об«$уи! трень-рвтнымп.

Ь)о$$м металлов метут и!!с!!,$« !ьсз а пози!Вгик А и Н, окрутссимыа чстырьага и !местью иоки»си кислорода $болыпие круги) соответственно !Гомы кпелорола !$алолатса не ресстое$$ии ирмысрио чсгесртн $$рпетракстаемныл лматопалса октаитоа от нл мер!пины. Ыеболыпме сьгещеииз манси! кислорода нт ттих поповн!!ив алкают иа соспохлня $!«$!оа а по!мнима А к В.

Стрсакзык нокааспы ыатиптмые моменты а тсмл $!пъигп!ас, $«$«Г»$$ь$син1»с навстречу друг Л$$у$у $с$» тась'). 7 И??г??! ??гг! и ??!??т.г!«?? ! «?.'ие?йи ?а! .?ги' 'гати?и?ю В злемеи гарной ячейке шпииелыгато окспда имсстсл бб позиции типа А н 32 позиции типа В. однако только о и 16 из нпх цсйствительно '3нполпниг$ея катионами.

Общу|о формулу тако|'О оксида зиписыва|от В внле ХУ,О, где Х и У катионы разных валеа|тиостсй. В иормалмюй шпинслн 3 Х-катионов зниимаи?т пожп!ии тыла А„а !Ь У-катионом -позиции типа В, В обрн?|асиной пщипели б У-катионов заипмаи?т А.позиции. а $ Х- и $7-катионов-В-позиции. Норма,?|ьи«н н обращенная структуры обозна!а|отса соотв«тсгвспно Х|УДОа и У!ХУД - Существуют шпписли и с промежуточным рнспрсде?чснисм катионе?в, 2.2, МВГНЕтИт а?4гд метит, как следует из псйгропографпчсских данных (ЗЬмИ е! а1..

1951). г?рслетааляет собой обращенную цгпинель с формулой Ге" 1Гс' ' Ге' '3О . Постоянная решетки. по данным рс|пгспографни, иолу |сппым иа прпропиых и синтетических образцах. лежит в интервале от 8,393 ло 3,396 А и завмснт от содержания катмапмых вакм|сий и примесей !!.|пг)ь1су, 1976). Согласно результатам исйтро?гограа)анческмх исследований (Нагги11оп, 1953), л = 0,2543 + О,ООО2 (прн 23"С), что свидетельствует о почти идеальной кубической плотной упаковке ионов кмслорода.

|ризпческие свойства магнетита описаны в табл, 2,1, Мнатантнме момемты панов железа, находящихся в А- и В-позиппмх, нап!иаялспы навстречу лру! чругу и вдоль осн 1!!!) !рмс. 2,!). Антипараллелык?сгь моментов обт?ясйястсю обменными взаимодействиями 34.электронов ионов железа, обусловлеинымн перекрынаиием их волновых функций с волновыми фунхциямм 2р-злсктропов. припадлсмгащмх ионам кислорода. Беличпна н характер зтих взаимодействий равнсят ог Расстпмммя Мскг4У ИОйаыи жЕЛЕЗа И КНСЛОРала Н От ВадентНЫХ УГЛОВ Гс — Π— гс, которые в свою очередь определяются положением ионов $м' ' и Гс'" в структуре шницели, В матпетнте абсолготмыс значения обменных взаимодействий удовлетворки?т неравенствам АВ „, за Х ВВ >ААт ЭАВ?аа>ВВ?аа, ЗДЕСЬ ИНДСКСМ УКаЗЫЭВЮт З|И|ЧЕНИМ Валсптимх углов Ге — Π— Ге.

Прп этом взаимодействия АВ?аа и ВВ отрицательны, т.е. способствуют аитмпараллельной направленности магнитных моментов соотвстствугошмх ионом; взаимодействие ЛАта ?голожителы|о и ведет к копараллслыюму упорхлочсци|о; взаимо" л«йствим АВ„а, н ВЭ, аа пренебрежимо малы Тихие соотмошеммя между обменными взаимодействиями приводят к упорядочеимю магнитных моментов попав железа в магнетита„характерному длх феррнмагпе тмков. Обменное взаимодействие. преоблала|ощкс в мщнстпте (н вообще а феррптах) (Ооодспоцй)1, 1963), называют е)?меродметнгыхг, указывая па важную роль, которую играют а ием ионы кислорода.

различают также прямой обмен, осуществмм|ощийсл без уча«-гия промежуточных попов, однако для магнетита зтат тип обмена несущеегнеп из за слишком болыпих Рн~томний между попами железа. При температуре 113 !«. мщистиг переходит из кубической модп- 11?б!и?|а 2.1. Физические свойства магнетита '> К„,|е?е о?ографннеекаа еаегема т > !!бк Т "1!3 К 11??еч??агг?! ?а ре???етая ! |яра?нег|? и 11.гю! ?асег~ пю ре?ггге?н?веням явниым у,?е.?а,?гпе )!?еатрнчееаее сопротивление прн 3?ОО К !'еа???ература Кмрн тегнпер??ттрн стру?ггур?н?го фазе?него персы?г|а 11«мм ннченноегь пасмниння (удельный наган?п«аб ме?ме?ат) нрн 3ОП К Атон????ай ма?магг?гьай момнп нрн О К й?т?ффн?!?нт?тм магната-нрнетняяие?сеней ;?ничдгрсани Кгт?ффи?|ненты магнитоегрнанни Кубнчганвн (обрнщеаанан папи|и?аь! Орте?ромбическая 6.393 $,39б3 А О„ззеа 5.238 ~исаа" 7- |О Ом-ем 5уе С" 119 К ат! Ге бВ Ге еааа!г) и 4.1ра А, -!35 !О'арг х, = — 9,44 !О' зрг!еааа 1! м Ц*!О З„, -тт,б-1О ь ! ?а $51 !Е'а " 1!с «аннам рабат, на исгерые ее?ъ ееы??аа а тексте, и на яннгым евраааааааа 1.апСЧИ- асегвнеаа, Зет?еа Й/аь.

рр. Фб- ба, " ! !с ?аии?ым раба?ы $'аи|ь«аеа, !9за в «атератгре ?грааааа?еа э??ате?ага ст з?з а?? е~з с " 1!па!аде??е?ме в раанаи араб??таа ааааа?и?а гяеа?,нсгс магннтнсга момента ленат а г?и!н!аи???е пт $3 по 93 Ге ем Гг. а раба~а Иан, !9ав асс|пана?атее иринины ра?банна ?ай?ев?ий ??амата?на?навета н аеиа?ат?ат|наа Ки?рн фии?дтн|1 в ортором6нческую. Ось с ортарамбнческой элементарной я |айни параллельна ребру кубической, а соответствующая постоянная ре!а?е?кп па 0,03'.га меньше длины ребра куба (В1сИог|1, 1953). Такай пер«ход сопровождается упорядочением распределения ионов )тех' и 1:«" ло В-позициям, вдоль осей типа ~!!О~ а плоскостях 1!ОО), приаюлнып|м е увсличеии?о примерна в !ОО раз 1см., например.

РатМг, 1975) «цельно! о:??|ехтрическ«?го сопротивления мапгетмта, которое при 3ОО К рамю 7 1О-а Ом см и опрелечяется прыжковой проацанмостью 1Чегт«гсу Нанупмгп, 1941). Со струк| уриым фпзовмм переходом при температуре 11$ К связана 'ем?!срнчурн магнитной нзотропи~„в которой козффициент магнита. ирн«галлич«ской хннзотропии Х ! меняет знак, обращаясь в нуль в самой '!'!'ой то'!ке.

При Т> 118 К перескоки злектроиоа между ионами железа Разной Ы|ЛЕМтПОСГП В В-ПОЗИЦИЯХ ПРМВОДМт К УСРаапЕПНОМУ ПО ВРСМСИН больша кнл«п'!ному со«-тояпни? Гс+*' и к соответстаугощсму уменьшению юльщюго еклала в анн|отрапию состояния ге" . При 7 < ! !$ К прыж"",вам проводимость сильна умен ыпастся, а казффициент амцзотропни егн?таетствс|п|о возрастает до болыппх положительных ве;тпчин Пно !В|несу. В«пег!ее, ! 974). Это явлсщы обсуждается иижс. Р"Родиме мщпетитм всегда садср|каз катионныс примеси, из ко- г ',!;з.

н«з»ш»,»«ип 'неазнннз Рис .., 3аааси месть $$амат»»пчсн нос »н наеынзенаа, н«»рмпрова коя на ее значение зри ВК, 3» .-. 9$$5 Гс ем»,'г, «»т температуры, выражена«»я в едапкиая температуры Кк»ри Г. 847К «раа»веае$, $65В). торых чаще всего встреча»отея Т», А1, Мк к Мп. С улыюшпинслью Гс" «Гс" Т«" )О» маг»$стит образует тасрдые !З»створы -тита»$омзг$$С- ти Гс, ит),О„$$з$$б лес рз р - р В б ма и с мкпсрзлыг «см., например, 1$п»Ысу, 1976).

Замещские железа титаном происходит п»»средством замены 2ГС" иа Т«»' + Ге"" с сохранением заряда, при этом иоки Т$»' занимают поэ$$пии типа и «!Я1$!)«з»»«з е« а1.„ 19«»4). Магнитные п другие физические свойства тнтаиомзгкетитов монотонно изменяются прк ут»еякче$$ии содержания титана: иамагниченпость насыщения,«„и температура Кк»рп $, умс$$ыпзются. а хо»рцпзпвкзя сила и», ЗОэффиш»сиз мжжкгОкристзлличсскОп $»икз«» тропин К,, постоя$$йзя решет!И» а п электрическое сопротивление увслп'$ивзк»тса. Темпе)»зтура мзГпкпюи и»отропни 7,„6 окрестности состава с х = 0,3 возрастает с ростом х (см., например, 5!ассу, Вапсг)сс, !974).

Бкогснйый ма!петит также нпотдз содержит примеси титана «ТО»те„моспсЬ. 196 ! ). Другим близким мзгиетиту магнитным минералом яв$$яется маггемит у-ГезОз. представляющий собой катиоп-дефицитную форму п»пнпелп, об!»ззу»ощуи»ся либо при пизкотемперзтур$$ом оккслсипп магнетита. Либо Йрн дЕГКЗратз$$ни леииДОЯРоккта (7-ГСООН), либо В про!!сесе $$рямого осаждения пз раствора (Тау!ОГ„ЗС)$жсг«шапп. 1974). 17срзь»й из этих процессов приводит к исбольпюму уменьшению постояй$юй рсшстхк ло 8,33 А й к обрззовзйк$О катйо$$кых ззка$$сйй прй Окислении Ге»' до Ге'* (См.

например„Е»п«)з)су. 1976). Мзггемкт тсрмодит$амкческк стабилен и прсврзп$ается В гсмзткт прк йзгрсвзпйи до температур, превын$зюп$их 350 С Магнетит к мзттсмиз обычно рззличзкп; проводя мессбаузровсккс и магнитные измерения, поскольку с помощью рек ггековсзом анализа сделать зте» достаточно сложно. Высказывались предположения (Ггзп)$61 6$ з)„!979, То»не„мосас!». !981)„ что маггемнт может содержаться в бактериях. проявляю»!!их магннтотакс$$с. 3. ОСНОВнь!е магнитнь)е СВОйстВВ 3.!.

Намагниченность насьпцениц Нзмзгпкчспн«»сть нзсып$6$$кя представляет собой Одй)' Йз основ»$ых характеристик фсрркмагинт»пах милсрзлов, каковым является и магйсткт. Ее можно было бы измерить !!скос«зсдстасико дзтчйком. помещенным внутрь однородно иамагкпчейиой однодоменной частицы. Однако йа практике иамагпкчспкость пзсъпцепкя определяют по мвисимостк кзмз»ттиченй$ю н ат вкеш$$сго магнитном поля, получаемой, например, с помощью вкбрз$п»он!!ОГО МЗГнптометра снабженного злсктромзг»$итом. Когда йамзгйичеийость перестает растй с ростом поля, зто означает, что достигнуты максимально возможное арн данкой температуре упорядочение и соответственно нзмзгпи»$сн ость изсы$«ыикя.

Эта характсркстйка ферр$$мзг$$стпка пс эзвнскт от размеров частиц «»Орзйж. Оянаао. КЗ$«к лругис термодинамические парзмст!»ы «пзпрнз юр, к~э«Имиейзы магнит«»~рвклплл»$$ек~«»й и ~агпктостр$$кцтюнп.»й з$п»ЧОтропнп) Оиз Является функп»тсй дзВлскпл $$ температура» 11„»т«га»), привода значения йзмагнкчснпосп$ насыщения, необходимо ,азэ»за$»»ь лаалспис и температуру, при которых проводклксь измере»$$$ а. В с!аляски с теорией фсрримагисткзма, разработанной Нсслем, к1»а$;»~пичеппость насыщения 3„мзг$$стктз достигает максимальном тнзчеикя прк 0 К, и соответствующий удельный магнитный момен» ,з»с!валяет приатср$$О 90 Гс см,~«Г '1емператур$$зя зависимо«,ть йзмаг$щ«н;ицос»'и изсыще!$ИЯ мйг$$етита «Рант)»езе«, 1950), приведенная иа р»»с 2.2.