Abstract

The crystal structure of gabrielite has been refined using single-crystal data (X-ray diffraction, MoKα, CCD area detector) to a conventional R-factor R1 of 0.0486. It crystallizes in space group P1̅, with a 12.138(3), b 12.196(3), c 15.944(4) Å, α 78.537(5), β 84.715(4), γ 60.470(4)° and Z = 2. The chemical formula obtained from the structure analysis is Tl6Ag2.61Cu6.39As8.55Sb0.45S21, in good accordance with the results of the chemical analysis. It can be represented as Tl6(Ag,Cu)3IV(Cu,Ag)6III(As,Sb)9S21, where IV denotes the tetrahedral, and III the trigonal planar coordinations. There are both isolated AsS3 pyramidal groups and those forming four-membered rings. The Tl atom shows various coordinations, from trigonal prismatic and antiprismatic to square antiprismatic, and more complex arrangements with coordination numbers 7 and 9. A characteristic feature is the presence of many short contacts between those of Tl atoms, which have more strongly expressed lone-electron pair activity, and Cu atoms (Tl–Cu in the range 3.03–3.08 Å). There is also a short Tl–Tl contact of only 3.09 Å between atoms in flattened trigonal antiprismatic coordination. The same Tl atoms exhibit short Tl–As distances (3.11 Å) across the lone pairs of electrons of As. This Tl coordination is of the same type as that found in Li5Tl2. These are the shortest Tl–Cu, Tl–Tl and Tl–As contacts recorded in sulfosalts so far. The crystal structure is layered, with two types of sulfur layers, one with the 34.6 mesh, and the other composed of triangles, squares and pentagons with idealized plane-symmetries p3 and p31m, respectively. The coordination polyhedra of cations form three main slabs, two with the idealized plane-symmetry P3̅ and one with C2/m symmetry. One of the two pseudotrigonal slabs is the starting member of a hypothetical homologous series of cyclically twinned sulfosalt structures. Internal symmetries of the slabs lead to a twin law with (100) as the twin plane, and make possible the existence of several potential OD polytypes.

Abstract

Nous avons affiné la structure cristalline de la gabrielite au moyen de données en diffraction X (rayonnement MoKα, détecteur à aire de type CCD) obtenues sur monocristal, jusqu’à un résidu conventionnel R1 de 0.0486. Ce minéral cristallise dans le groupe spatial P1̅, avec a 12.138(3), b 12.196(3), c 15.944(4) Å, α 78.537(5), β 84.715(4), γ 60.470(4)°, et Z = 2. La formule chimique découlant de l’analyse structurale, Tl6Ag2.61Cu6.39As8.55Sb0.45S21, concorde assez bien avec les résultats de l’analyse chimique. On peut la représenter ainsi: Tl6(Ag,Cu)3IV(Cu,Ag)6III(As,Sb)9S21; ici, IV indique la coordinence tétraédrique, et III, la coordinence trigonale planaire. Il y a des groupes pyramidaux AsS3 isolés et en anneaux à quatre membres. L’atome Tl adopte plusieurs coordinences, allant de trigonale prismatique et antiprismatique à antiprismatique carrée, ainsi que des arrangements plus complexes à coordinence 7 et 9. Une caractéristique de cette structure est la présence de plusieurs contacts courts entre les atomes Tl possèdant un caractère fortement exprimé à paires d’électrons isolés, et les atomes de Cu (Tl–Cu allant de 3.03 à 3.08 Å). Il y a aussi un contact Tl–Tl court, seulement 3.09 Å, entre atomes dans une coordinence trigonale antiprismatique applatie. Les mêmes atomes Tl font preuve de courtes liaisons Tl–As (3.11 Å) traversant les paires d’électrons isolés de As. Cette coordinence du Tl est du même genre que dans le composé Li5Tl2. Il s’agit des contacts Tl–Cu, Tl–Tl et Tl–As les plus courts qui aient été signalés dans les sulfosels jusqu’à ce point. La structure est faite de couches, avec deux sortes de couches portant le soufre, une avec un réseau 34.6, et l’autre composée de triangles, de carrés et de pentagones, avec des symétries planaires idéalisées de p3 et p31m, respectivement. Les polyèdres de coordinence des cations forment trois plaques, deux avec une symétrie planaire idéalisée P3̅ et une avec la symétrie C2/m. Une des deux plaques pseudotrigonales est en fait le point de départ d’une série hypothétique d’homologues de structures cycliquement maclées de sulfosels. Les symétries internes de ces plaques mènent à un loi de macle ayant (100) comme plan de macle, ce qui rend possible l’existence de plusieurs polytypes OD potentiels.

(Traduit par la Rédaction)

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