Pseudosymmetry and cation ordering in heterophyllosilicates. 1. Refinement of the crystal structure of schüllerite Ba2Na(Mn,Ca)(Fe3+,Mg,Fe2+)2Ti2(Si2O7)2(O,F)4

封面

如何引用文章

全文:

详细

   Research subject. Currently, the symmetry of schüllerite and the choice of space group (sp. gr.) in its structure are subjects of debate. In this work, a re-examination of the holotype sample of schüllerite was conducted.   Materials and Methods. The mineral schüllerite was found in the Löhley basalt quarry (Eifel volcanic area, Germany). The crystal structure was studied using single-crystal X-ray analysis.   Results. We refined the crystal structure of schüllerite within two space groups – acentric P1 and centrosymmetric P1 using data sets for 2496 and 1683 independent reflections with I > 3σ(I), respectively. The final R-factor values were 4.42 % in sp. gr. P1 and 4.51 % in sp. gr. P1 . The parameters of the triclinic unit cell are: a = 5.4055(3) Å, b = 7.0558(3) Å, c = 10.1945(6) Å, α = 99.838(4)°, β = 99.715(5)°, γ = 90.065(4)°, V = 377.43(4) Å3. The idealized formula is Ba2Na(Mn,Ca)(Fe3+,Mg,Fe2+)2Ti2(Si2O7)2(O,F)4.   Conclusions. The acentric space group P1 is proposed as more suitable for describing the structure of schüllerite, as it allows for the identification of more existing differences in site occupancies and cation-anion bond lengths in HOH modules.

作者简介

G. Ilyin

Federal Research Center “Kola Science Center RAS”

N. Chukanov

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, RAS

R. Rastsvetaeva

NRC Kurchatov Institute

S. Aksenov

Federal Research Center “Kola Science Center RAS”

Email: aks.crys@gmail.com

参考

  1. Аксенов С.М., Чаркин Д.О., Банару А.М., Банару Д.А., Волков С.Н., Дейнеко Д.В., Кузнецов А.Н., Расцветаева Р.К., Чуканов Н.В., Шкурский Б.Б., Ямнова Н.А. (2023) Модулярность, политипия и сложность кристаллических структур неорганических соединений (обзор). Журнал структурной химии, 64(10), cтатья 117102, 1-238.
  2. Аксенов С.М., Зарубина Е.С., Расцветаева Р.К., Чуканов Н.В., Филина М.И. (2024) Уточнение кристаллической структуры кристофшеферита-(Ce) и особенности модулярного строения полисоматической серии чевкинита {A4B(T2O7)2}{C2D2O8}m (m = 1, 2). Литосфера, 24(2), 264-283.
  3. Белоконева Е.Л., Топникова А.П., Аксенов С.М. (2015) Тополого-симметрийный закон строения природных титаносиликатных слюд и родственных им гетерофиллосиликатов на основе расширенной OD-теории, предсказание структур. Кристаллография, 60(1), 5-20.
  4. Белоконева Е.Л., Якубович О.В., Цирельсон В.Г., Урусов В.С. (1990) Уточненная кристаллическая структура KFeFPO4-структурного аналога KTiOPO4 // Изв. АН СССР: Неорганические материалы, 26(3), 595-601.
  5. Зарубина Е.С., Расцветаева Р.К., Русаков В.С., Николаев А.Г., Вагизов Ф.Г., Бахтин А.И., Варламов Д.А., Чуканов Н.В., Ананьев С.А., Аксенов С.М. (2024) Кристаллохимия минералов со шпинелевыми модулями: Новые данные о симметрии, структуре и особенностях распределения катионов в ташелгите CaMgFe2+Al9O16(OH). Журнал структурной химии (в печати).
  6. Каткова М.Р., Белоконева Е.Л., Носов С.С., Чупрунов Е.В. (1998) О псевдосимметрии сегнетоэлектрических кристаллов в структурном типе КТР. Вестник Нижегородского ун-та: Физика твердого тела, (1), 59-62.
  7. Пунин Ю.О., Штукенберг А.Г. (2004) Оптические аномалии в кристаллах. С.-Пб.: Наука, 263 с.
  8. Расцветаева Р.К., Аксенов С.М. (2011) Кристаллохимия силикатов с трехслойными ТОТ- и НОН-модулями слоистого, ленточного и смешанного типа. Кристаллография, 56(6), 975-1000.
  9. Расцветаева Р.К., Аксенов С.М., Чуканов Н.В. (2011) Кристаллическая структура шюллерита – нового минерала семейства гетерофиллосиликатов. Докл. РАН, 437(4), 499-503.
  10. Расцветаева Р.К., Аксенов С.М., Чуканов Н.В., Лыкова И.С., Верин И.А. (2014) Высокожелезистый шюллерит из Каленберга (Айфель, Германия): кристаллическая структура и взаимоотношения с минералами группы лампрофиллита. Кристаллография, 59(6), 955-961.
  11. Чуканов Н.В., Расцветаева Р.К., Бритвин Н.С., Вирюс А.А., Белаковский Д.И, Пеков И.В., Аксенов С.М., Тернес Б. (2011) Шюллерит Ba2Na(Mn,Ca) (Fe3+,Mg,Fe2+)2Ti2(Si2O7)2(O,F)4 – новый минерал из вулканического района Айфель, Германия. Записки РМО, 140(1), 67-75.
  12. Чупрунов Е.В. (2015) Симметрия и псевдосимметрия кристаллов. Н. Новгород: Изд-во ННГУ им. Лобачевского, 658 с.
  13. Aksenov S.M., Ryanskaya A.D., Shchapova Yu.V., Chukanov N.V., Vladykin N.V., Votyakov S.L., Rastsvetaeva R.K. (2021) Crystal chemistry of lamprophyllitegroup minerals from the Murun alkaline complex (Russia) and pegmatites of Rocky Boy and Gordon Butte (USA): Single crystal X-ray diffraction and Raman spectroscopy study. Acta Cryst. B, 77, 287-298.
  14. Belokoneva E.L., David W.I.F., Forsyth J.B., Knight K.S. (1997a) Structural aspects of the 530 °C phase transition in LaBGeO5. J. Phys.: Condens. Matter., 9, 3503-3519.
  15. Belokoneva E.L., David W.I.F, Forsyth J.B. (1998) Structures and phase transitions of PrBGeO5 in the temperature range 20-800 degrees C. J. Phys.: Condens. Matter., 10, 9975-9989.
  16. Belokoneva E.L., Knight K.S., David W.I.F, Mill B.V. (1997b) Structural phase transitions in germanate analogues of KTiOPO4 investigated by high-resolution neutron powder diffraction. J. Phys.: Condens. Matter., 9, 3833-3851.
  17. Capillas C., Aroyo M.I., Perez-Mato J.M. (2005) Me thods for pseudosymmetry evaluation: A comparison between the atomic displacements and electron density approaches. Z. Kristallogr., 220(8), 691-699. doi: 10.1524/zkri.220.8.691.67076
  18. Capillas C., Tasci E.S., de la Flor G., Orobengoa D., Perez-Mato J.M., Aroyo M.I. (2011) A new computer tool at the Bilbao Crystallographic Server to detect and characterize pseudosymmetry. Z. Kristallogr., 226(2), 186-196. doi: 10.1524/zkri.2011.1321
  19. Christy A.G. (1995) Isosymmetric structural phase transitions: Phenomenology and examples. Acta Cryst. B, 51(5), 753-757. doi: 10.1107/s0108768195001728
  20. de Wolff P.M. (1974) The Pseudo-Symmetry of modulated crystal structures. Acta Cryst. A, 30(6), 777-785. doi: 10.1107/s0567739474010710
  21. Friedel G. (1913) Sur les symétries cristallines que peut révéler la diffraction des rayons Röntgen. Comptes Rendus, 157, 1533-1536.
  22. Hawthorne F.C., Ungaretti L., Oberti R. (1995) Site populations in minerals: Terminology and presentation of results of crystal-structure refinement. Canad. Mineral., 33, 907-911.
  23. Jin S., Xu H., Lee S., Fu P. (2018) Jinshajiangite: Structure, twinning and pseudosymmetry. Acta Cryst. B, 74, 325-336.
  24. Nelyubina Y.V., Antipin M.Y., Cherepanov I.A., Lyssenko K.A. (2010) Pseudosymmetry as viewed using charge density analysis. Cryst. Eng. Comm., 12(1), 77-81. doi: 10.1039/b912147a
  25. Nespolo M., Ferraris G. (2004) Applied geminography – symmetry analysis of twinned crystals and definition of twinning by reticular polyholohedry. Acta Crystallogr. A, 60(1), 89-95. doi: 10.1107/S0108767303025625
  26. Nespolo M., Ozawa T., Kawasaki Y., Sugiyama K. (2012) Structural relation and pseudosymmetries in andorite homologous series. J. Mineral. Petrol. Sci., 107, 226-243.
  27. Petříček V., Dušek M., Palatinus L. (2014) Crystallographic computing system JANA2006: General features. Z. Kristallogr., 229(5), 345-352.
  28. Rastsvetaeva R.K., Chukanov N.V., Aksenov S.M. (2016) The crystal chemistry of lamprophyllite-related minerals : A review. Eur. J. Mineral., 28, 915-930.
  29. Shi P.-P., Tang Y.-Y., Li P.-F., Liao W.-Q., Wang Z.-X., Ye Q., Xiong R.-G. (2016) Symmetry breaking in molecular ferroelectrics. Chem. Soc. Rev., 45(14), 3811-3827. doi: 10.1039/c5cs00308c
  30. Sokolova E., Cámara F. (2017) The seidozerite supergroup of TS-block minerals: Nomenclature and classification, with change of the following names: rinkite to rinkite-(Ce), mosandrite to mosandrite-(Ce), hainite to hainite-(Y) and innelite-1T to innelite-1A. Mineral. Mag., 81(6), 1457-1484.
  31. Sokolova E., Hawthorne F.C., Abdu Y.A. (2013) From structure topology to chemical composition. XV. Titanium silicates: Revision of the crystal structure and chemical formula of schüllerite, Na2Ba2Mg2Ti2(Si2O7)2O2F2, from the Eifel volcanic region, Germany. Canad. Mineral., 51, 715-725.
  32. Stachowicz M., Bagiński B., Welch M.D., Kartashov P.M., Macdonald R., Balcerzak J., Tyczkowski J., Woźniak K. (2019) Cation Ordering, Valence States, and Symmetry Breaking in the Crystal-Chemically Complex Mineral Chevkinite-(Ce): X-Ray Diffraction and Photoelectron Spectroscopy Studies and Mechanisms of Nb Enrichment. Amer. Mineral., 104(4), 595-602.
  33. Stoger B., Weil M., Murugesian S., Kirchner K. (2016) Pseudo-symmetry analysis to unravel the secrets of twins – a case study with four diverse examples. Z. Kristallogr., 231(10), 601-622. doi: 10.1515/zkri-2016-1950
  34. Thomas P.A., Mayo S.C., Watts B.E. (1992) Crystal structures of RbTiOAsO4, KTiO(P0.58,As0.42)O4, RbTiOPO4 and (Rb0.465K0.535)TiOPO4 and analysis of pseudosymmetry in crystals of the KTiOPO4 family. Acta Cryst. B, 48(4), 401-407. doi: 10.1107/s0108768192002465
  35. Xu H., Jin S., Lee S., Brown P.E. (2023) Cation orde ring, twinning, and pseudo-symmetry in silicate garnet: The study of a birefringent garnet with orthorhombic structure. Amer. Mineral., 108(3), 572-583. doi: 10.2138/am-2022-8455
  36. Zorky P.M. (1996) Symmetry, pseudosymmetry and hypersymmetry of organic crystals. J. Mol. Struct., 374(1-3), 9-28.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Ilyin G.S., Chukanov N.V., Rastsvetaeva R.K., Aksenov S.M., 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».