Abstract

The crystal structure of parageorgbokiite, β-Cu5O2(SeO3)2Cl2, a new mineral species from the fumaroles of the Great Fissure Tolbachik eruption, in the Kamchatka Peninsula, Russia, has been solved from single-crystal X-ray-diffraction data by direct methods and refined to R1 = 0.032 for 1388 unique reflections with |Fo| ≥ 4σF. The mineral is monoclinic, space group P21/c, a 5.3982(5), b 8.0543(8), c 11.1277(10) Å, β 99.258(2)°, V 477.52(8) Å3, Z = 2. The structure contains three symmetrically unique Cu positions, each octahedrally coordinated by O2− and Cl anions. There is one symmetrically independent Se4+ cation coordinated by three O atoms, to form SeO3 trigonal pyramids. The structure of parageorgbokiite is best described in terms of arrangements of the strong M–O bonds (M = Se4+ and Cu2+). The O1 atom is not bonded to Se4+ cations and is tetrahedrally coordinated by four Cu2+ cations, which results in the formation of an oxocentered O1Cu4 tetrahedron. Two O1Cu4 tetrahedra share a Cu3...Cu3 edge to form O2Cu6 dimers that are further linked by sharing the Cu2 corners to form O2Cu5 infinite chains parallel to the a axis. The SeO3 pyramids are attached to the faces of the oxocentered tetrahedra in a “face-to-face” position to form complex ([O2Cu5][SeO3]2)2+ chains and a three-dimensional framework with channels occupied by the Cl anions. A comparison of parageorgbokiite and georbokiite shows that the two minerals have the same space group P21/c (monoclinic), but differ in their unit-cell parameters. The structures of both minerals are based upon the same complex ([O2Cu5][SeO3]2)2+ chains. However, the arrangements of the chains in the structures are different. The channels in parageorgbokiite are larger than those in georgbokiite. From the lower density of parageorgbokiite in comparison to georbokiite, we suggest that parageorgbokiite is a high-temperature modification of Cu5O2(SeO3)2Cl2 that is either chemically or kinetically stabilized at ambient conditions.

Abstract

Nous avons résolu la structure cristalline de la parageorgbokiite, β-Cu5O2(SeO3)2Cl2, espèce récemment découverte dans une fumerolle associée à la grande éruption fissurale de Tolbachik, péninsule de Kamchatka, en Russie, par diffraction X sur monocristal (méthodes directes), et nous l’avons affinée jusqu’à un résidu R1 de 0.032 en utilisant 1388 réflexions uniques observées ayant |Fo| ≥ 4σF. Il s’agit d’un minéral monoclinique, groupe spatial P21/c, a 5.3982(5), b 8.0543(8), c 11.1277(10) Å, β 99.258(2)°, V 477.52(8) Å3, Z = 2. La structure contient trois positions symétriquement uniques de Cu, dans chaque cas avec coordinence octaédrique aux anions O2− et Cl. Il y a un cation Se4+ symétriquement indépendant et coordonné à trois atomes d’oxygène pour former une pyramide trigonale SeO3. On a avantage à décrire la structure de la parageorgbokiite en termes de fortes liaisons M–O (M = Se4+, Cu2+). L’atome O1 n’est pas lié aux cations Se4+; il est en coordinence tétraédrique avec quatre cations Cu2+ pour donner un tétraèdre oxocentré O1Cu4. Deux tétraèdres O1Cu4 partagent une arête Cu3...Cu3 pour former un dimère O2Cu6. Ces dimères sont aussi interliés par partage de coins Cu2 pour former des chaînes O2Cu5 infinies parallèles à l’axe a. Les pyramides SeO3 sont rattachées aux faces des tétraèdres oxocentrés dans un agencement “face-à-face” pour donner des chaînes complexes ([O2Cu5][SeO3]2)2+ qui forment une trame tri-dimensionnelle ayant des canaux où logent les anions Cl. Une comparaison de la parageorgbokiite avec la georbokiite montre que les deux minéraux partagent le même groupe spatial P21/c dans le système monoclinique, mais leurs mailles élémentaires diffèrent. Les deux structures possèdent les mêmes chaînes ([O2Cu5][SeO3]2)2+ complexes. Toutefois, la disposition des chaînes dans les deux structures est différente. Les canaux sont plus volumineux dans la parageorgbokiite; ainsi, la densité plus faible de la parageorgbokiite fait penser que cette dernière serait la modification de Cu5O2(SeO3)2Cl2 stable à une température plus élevée, et stabilisée aux conditions ambiantes pour des raisons soit chimiques, soit cinétiques.

(Traduit par la Rédaction)

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