
carbon
【化】 carbon
【医】 C; carbon; carboneum
apatite; phosphorite
【化】 apatite
【医】 apatite
碳磷灰石(Carbonate-hydroxyapatite)是羟基磷灰石的重要衍生矿物,其化学组成为Ca₅(PO₄,CO₃)₃(OH,F,Cl),属于含碳酸根的钙磷酸盐矿物。该矿物在晶体结构上与羟基磷灰石相似,但部分磷酸根(PO₄³⁻)被碳酸根(CO₃²⁻)取代,形成独特的固溶体结构。
从矿物学特性来看,碳磷灰石通常呈灰白色或浅黄色,莫氏硬度为4-5,密度约为3.1 g/cm³。其晶体结构属于六方晶系,空间群为P6₃/m,晶胞参数a≈9.4 Å,c≈6.9 Å。这种矿物在自然界中主要存在于生物成因的沉积岩中,例如海洋生物骨骼化石和磷块岩矿床。
在应用领域,碳磷灰石因具有生物活性被广泛用于骨科植入材料,其碳酸根含量可调节材料在体内的降解速率。同时,该矿物对重金属离子(如Pb²⁺、Cd²⁺)具有强吸附能力,被应用于环境污染修复领域。
权威研究显示,人体骨骼中约2-8%的磷灰石为碳磷灰石,其碳酸根替代程度与骨代谢疾病存在相关性。国际材料科学联合会(IUMRS)建议将其作为第三代生物医用材料的关键组分。
碳磷灰石是磷灰石族矿物中的一种亚种,其核心特征和解释如下:
碳磷灰石属于钙的磷酸盐矿物,化学式为$text{Ca}_5(text{PO}_4,text{CO}_3)_3(text{F,OH,Cl})$。其特殊性在于晶体结构中包含碳酸根离子(CO₃²⁻)作为附加阴离子,取代了部分磷酸根(PO₄³⁻)的位置。这种替代会影响其物理和化学性质。
磷灰石根据附加阴离子的种类分为四类:
碳磷灰石因碳酸根的存在,可能在溶解度和生物相容性方面与其他磷灰石不同。例如,羟磷灰石是脊椎动物骨骼和牙齿的主要成分,而含碳酸根的磷灰石更易溶于酸性环境。
提示:磷灰石的命名源自希腊语“欺骗”(因易与其他宝石混淆),选购时建议通过专业检测区分碳磷灰石与类似矿物。
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