
carbon
【化】 carbon
【醫】 C; carbon; carboneum
apatite; phosphorite
【化】 apatite
【醫】 apatite
碳磷灰石(Carbonate-hydroxyapatite)是羟基磷灰石的重要衍生礦物,其化學組成為Ca₅(PO₄,CO₃)₃(OH,F,Cl),屬于含碳酸根的鈣磷酸鹽礦物。該礦物在晶體結構上與羟基磷灰石相似,但部分磷酸根(PO₄³⁻)被碳酸根(CO₃²⁻)取代,形成獨特的固溶體結構。
從礦物學特性來看,碳磷灰石通常呈灰白色或淺黃色,莫氏硬度為4-5,密度約為3.1 g/cm³。其晶體結構屬于六方晶系,空間群為P6₃/m,晶胞參數a≈9.4 Å,c≈6.9 Å。這種礦物在自然界中主要存在于生物成因的沉積岩中,例如海洋生物骨骼化石和磷塊岩礦床。
在應用領域,碳磷灰石因具有生物活性被廣泛用于骨科植入材料,其碳酸根含量可調節材料在體内的降解速率。同時,該礦物對重金屬離子(如Pb²⁺、Cd²⁺)具有強吸附能力,被應用于環境污染修複領域。
權威研究顯示,人體骨骼中約2-8%的磷灰石為碳磷灰石,其碳酸根替代程度與骨代謝疾病存在相關性。國際材料科學聯合會(IUMRS)建議将其作為第三代生物醫用材料的關鍵組分。
碳磷灰石是磷灰石族礦物中的一種亞種,其核心特征和解釋如下:
碳磷灰石屬于鈣的磷酸鹽礦物,化學式為$text{Ca}_5(text{PO}_4,text{CO}_3)_3(text{F,OH,Cl})$。其特殊性在于晶體結構中包含碳酸根離子(CO₃²⁻)作為附加陰離子,取代了部分磷酸根(PO₄³⁻)的位置。這種替代會影響其物理和化學性質。
磷灰石根據附加陰離子的種類分為四類:
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與其他磷灰石不同。例如,羟磷灰石是脊椎動物骨骼和牙齒的主要成分,而含碳酸根的磷灰石更易溶于酸性環境。
提示:磷灰石的命名源自希臘語“欺騙”(因易與其他寶石混淆),選購時建議通過專業檢測區分碳磷灰石與類似礦物。
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