Abstract

The crystal structures of bismutite, Bi2(CO3)O2, a 3.865(2), b 3.862(2), c 13.675(6) Å, V 204.1(2) Å3, space group Imm2, Z = 2, and beyerite, CaBi2(CO3)2O2, a 3.7729(5), b 3.7742(7), c 21.726(4) Å, V 309.4(1) Å3, space group Immm, Z = 2, have been refined to R indices of 0.0206 and 0.0145 on the basis of 184 and 258 unique reflections. Although the cell and the distribution of diffraction intensities obey tetragonal symmetry, for both these minerals, attempts to solve the structure with tetragonal symmetry led to stereochemical problems. Introduction of a twin plane via reflection on {110} for orthorhombic symmetry simulates tetragonal diffraction-intensity distribution for the pseudo-merohedral twin, and gives a structure with sensible stereochemistry. All large cations, Ca and Bi, have [8]-coordination, and Bi3+ shows stereoactive lone-pair behavior. The structures are layered with Bi–O layers, a Ca–O layer in beyerite and (CO3) layers with the plane of the (CO3) group orthogonal to the plane of the layer. Bismutite and beyerite have crystal structures typical of “Sillén” phases, and they are closely related structurally to the only other Bi oxycarbonate mineral, kettnerite.

Abstract

La structure cristalline de la bismutite, Bi2(CO3)O2, a 3.865(2), b 3.862(2), c 13.675(6) Å, V 204.1(2) Å3, groupe spatial Imm2, Z = 2, et celle de la béyerite, CaBi2(CO3)2O2, a 3.7729(5), b 3.7742(7), c 21.726(4) Å, V 309.4(1) Å3, groupe spatial Immm, Z = 2, ont été affinées jusqu’à un résidu R de 0.0206 et 0.0145 sur la base de 184 et 258 réflexions uniques. Quoique la maille et la distribution des intensités de diffraction répondent à une symétrie tétragonale dans les deux cas, toute tentative de solution avec une telle symétrie mène à des incompatibilités stéréochimiques. L’introduction d’un plan de macle par réflexion sur {110} dans un symétrie orthorhombique simule une symétrie tétragonale dans la distribution des intensités de diffraction dans le cas d’une macle par pseudo-méroédrie, et produit une structure avec une stéréochimie raisonnable. Les cations de taille importante, Ca et Bi, possèdent une coordinence [8], et le Bi3+ montre un comportement attribuable à la présence d’une paire d’électrons isolée stéréoactive. Il s’agit de structures en couches, avec des niveaux Bi–O, Ca–O (dans la béyerite) et (CO3), l’orientation des groupes (CO3) étant orthogonale par rapport au plan des couches. Du point de vue structural, la bismutite et la béyerite sont typiques des phases dites de “Sillén”, et elles ressemblent à la seule phase minérale oxycarbonatée de bismuth, la kettnerite.

(Traduit par la Rédaction)

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