Abstract

To evaluate the effects of the S-for-Se substitution in the As2X3 phases (X = S, Se), the crystal structure and chemical composition of two crystals of laphamite (LAP1, LAP2) from the type locality, the Western Middle Anthracite field, Northumberland County, Pennsylvania, U.S.A., were investigated. The unit-cell parameters are: a 11.891(7), b 9.742(5), c 4.274(3) Å, β 90.03(4)°, V 495.1(5) Å3 (LAP1) and a 11.934(4), b 9.804(4), c 4.268(2) Å, β 90.32(4)°, V 499.4(4) Å3 (LAP2). The refinement converged to R1 = 5.46% (LAP1, assuming merohedral twinning) and 5.15% (LAP2). Quantitative analysis led to the chemical formulae: (As1.97Sb0.03)(Se2.28S0.64As0.08) and (As1.99Sb0.01)(Se2.25S0.71As0.04) for LAP1 and LAP2, respectively. The crystal structure of laphamite was found to be topologically identical to that of orpiment. It is based on AsX3 pyramids linked by the sharing of X atoms to form As2X3 layers parallel to (010). The refinement of the site-occupancy factor in both LAP1 and LAP2 crystals indicates Se to be disordered over the three anion positions (i.e., X1, X2, and X3), with a marked preference for the X3 site and, to a lesser extent, for the X2 site. Both a and b parameters increase linearly as a function of the ratio Se/(S + Se), whereas the cparameter remains substantially unchanged. No clear trend can be observed for the angle β.

Abstract

Afin d’évaluer les effets d’un remplacement du Se par S dans les composés de type As2X3 (X = S, Se), nous avons déterminé la structure cristalline et la composition chimique de deux cristaux de laphamite (LAP1, LAP2) provenant de la localité type, le champ nommé Western Middle Anthracite, comté de Northumberland, en Pennsylvanie, aux États-Unis. Les paramèters réticulaires sont: a 11.891(7), b 9.742(5), c 4.274(3) Å, β 90.03(4)°, V 495.1(5) Å3 (LAP1) et a 11.934(4), b 9.804(4), c 4.268(2) Å, β 90.32(4)°, V 499.4(4) Å3 (LAP2). L’affinement a convergé à un résidu R1 de 5.46% (LAP1, en supposant un maclage par méroédrie) et 5.15% (LAP2). Une analyse quantitative a mené aux formules chimiques (As1.97Sb0.03)(Se2.28S0.64As0.08) et (As1.99Sb0.01)(Se2.25S0.71As0.04) pour LAP1 et LAP2, respectivement. La structure cristalline de la laphamite est topologiquement identique à celle de l’orpiment. Elle contient des pyramides AsX3 liées par partage d’atomes X pour former des couches As2X3 parallèles à (010). L’affinement du facteur d’occupation du site Se des cristaux LAP1 et LAP2 indique que le Se est désordonné aux trois positions d’anions X1, X2 et X3; le Se montre une préférence marquée pour le site X3 et, à un degré moindre, X2. Les paramètres a et b augmentent de façon linéaire à mesure qu’augmente le rapport Se/(S + Se), tandis que le paramètre c demeure à peu près inchangé. Aucun changement systématique ne semble affecter l’angle β.

(Traduit par la Rédaction)

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