Abstract

The crystal structure of β-CaMg2(SO4)3 (“perkovaite”), an anhydrous Ca–Mg sulfate from coal dumps of the Chelyabinsk coal basin, in Russia, was solved by direct methods and refined to an R1 value of 0.054, calculated for the 1808 unique observed (|Fo| ≥ 4σF) reflections and 234 refined parameters. The compound β-CaMg2(SO4)3 is hexagonal, P63, a 16.581(1), c 7.348(6) Å, V 1749.5(14) Å3. It is a polymorph of CaMg2(SO4)3, but in contrast to synthetic α-CaMg2(SO4)3 [P63/m, a 8.3072(4), c 7.3057(8) Å], β-CaMg2(SO4)3 has a doubled a unit-cell parameter. The structure is a three-dimensional framework consisting of two types of rods extending parallel to the c axis and alternating in the (001) plane. Rods of type I are based upon dimers of face-sharing MgO6 octahedra that are linked by sharing corners with SO4 tetrahedra. Rods of type II consist of CaO8 polyhedra linked by SO4 tetrahedra. The structures of β-CaMg2(SO4)3 and synthetic α-CaMg2(SO4)3 have the same basic topology, but differ in the displacement of respective atomic groups. The formation of the two polymorphs is probably due to different thermodynamic conditions, in particular, the temperature regime. It can also be possible that β-CaMg2(SO4)3 is a product of secondary changes of CaMg2(SO4)3 under atmospheric conditions.

Abstract

Nous avons résolu la structure cristalline du composé β-CaMg2(SO4)3 (“perkovaïte”), sulfate de Ca–Mg anhydre provenant des haldes de charbon du bassin houiller de Chelyabinsk, en Russie, en appliquant des méthodes directes, et nous l’avons affiné jusqu’à un résidu R1 de 0.054 en utilisant les 1808 réflexions uniques observées (|Fo| ≥ 4σF, 234 paramètres affinés). Le composé β-CaMg2(SO4)3 est hexagonal, P63, a 16.581(1), c 7.348(6) Å, V 1749.5(14) Å3. Il s’agit d’un polymorphe de CaMg2(SO4)3 qui possède une période a doublée par rapport au composé synthétique α-CaMg2(SO4)3 [P63/m, a 8.3072(4), c 7.3057(8) Å]. La structure est une charpente tri-dimensionnelle faite de deux sorts de tiges parallèles à l’axe c, en alternance dans le plan (001). Les tiges de type I contiennent des dimères d’octaèdres MgO6 à faces partagées dont les coins sont partagés avec des tétraèdres SO4. Les tiges de type II ont faites de polyèdres CaO8 liés aux tétraèdres SO4. Les structures de β-CaMg2(SO4)3 et du composé synthétique α-CaMg2(SO4)3 possèdent la même topologie fondamentale, mais elles diffèrent dans la disposition des groups d’atomes respectifs. La formation des deux polymorphes dépendrait probablement de conditions thermodynamiques différentes, en particulier, la température de croissance. Il est aussi possible que le β-CaMg2(SO4)3 soit un produit secondaire de CaMg2(SO4)3, formé à des conditions atmosphériques.

(Traduit par la Rédaction)

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