Local coordination about La in molten LaCl and its mixtures with alkali chlorides

溶融LaCl及びアルカリ塩化物との混合融体中におけるLaイオン周りの局所配位に関する研究

岡本 芳浩  ; 鈴木 伸一; 塩飽 秀啓   ; 池田 篤史  ; 矢板 毅; Madden, P. A.*

Okamoto, Yoshihiro; Suzuki, Shinichi; Shiwaku, Hideaki; Ikeda, Atsushi; Yaita, Tsuyoshi; Madden, P. A.*

溶融LaClとそのアルカリ金属・アルカリ土類金属溶融塩との混合融体中におけるLaイオン周りの局所構造をX線吸収微細構造法EXAFSと分子動力学計算によって調べた。LaのK吸収端を使用した高エネルギーEXAFS測定は、Laイオンの濃度が低い領域での信頼できる分析を可能にした。La-Cl対の距離と配位数が、混合によって減少していく様子がEXAFSとMD計算によって確認された。さらに詳細な分析の結果、Laイオンの濃度が低い混合融体では、極めて安定な6配位八面体構造が形成されるが、その傾向がLiやMgのような強い配位性のカチオンの存在によって抑制されることがわかった。

The local structure around the La ions in molten LaCl and its mixtures with alkali and alkaline earth chlorides has been investigated by using extended X-ray absorption fine structure (XAFS) and molecular dynamics (MD) techniques. New experimental methods allow observations at the La K-absorption edge at the high temperatures of interest and the ability of the technique to obtain reliable information even at very low La concentrations in multi-component mixtures is demonstrated. Both the mean La-Cl interionic separation and the mean La coordination number are found to decrease as the concentration of La in the mixture decreases. In dilute mixtures with such cations La is able to adopt a very stable octahedral coordination geometry but this is inhibited by the presence of more strongly coordinating cations like Li and Mg.