Abstract

The crystal structures of natural huemulite from the West Sunday mine, Utah, USA, and synthetic huemulite, Na4Mg(V10O28)·24H2O, have been solved and refined to R1 = 0.0313 (for 3535 unique Fo > 4σF reflections) and 0.0246 (for 3672 unique Fo > 4σF reflections), respectively. Huemulite is triclinic, space group P1̅, Z = 1; unit-cell dimensions of the natural sample are a 9.0453(2), b 11.3337(3), c 11.7372(8) Å, α 105.223(7), β 97.383(7), γ 100.790(7)°, V 1120.30(9) Å3, whereas those of the synthetic sample are a 9.0425(2), b 11.3303(2), c 11.7353(8) Å, α 105.222(7), β 97.377(7), γ 100.791(7)°, V 1119.47(8) Å3. The structure consists of decavanadate oxyanions (V10O28)6− linked via an interstitial complex composed of isolated [Mg(H2O)6]2+ octahedra and an [Na4(H2O)14]4+ cationic group (defining an infinite zigzag chain). There are also four isolated H2O groups, two of them positionally disordered. All except four H atoms have been located, showing a network of hydrogen bonds that further links the interstitial complex and the structural unit, stabilizing the atomic arrangement. The Lewis acidity of the interstitial complex (0.18) is almost coincident with the upper limit of basicity of the structural unit (0.17), thus showing that the valence-matching principle is maintained in this structure. It is probable that the X-ray pattern and the unit-cell dimensions in the original description of huemulite were measured using a mixture that included fully hydrated and partially dehydrated material. Huemulite is a member of the pascoite group, which is closely related to a synthetic family of general formula Na4M(V10O28)·23H2O (M: Ni, Mg). The unit cell and atomic positions of huemulite are related to those of the synthetic family by the transformation matrix M = [100/011/011]. However, some of the symmetry restrictions (e.g., inversion centers, cell centering) present in huemulite are relaxed, with the consequence that fewer atoms are symmetry-related in the synthetic materials.

Abstract

Nous avons résolu la structure cristalline de la huémulite, Na4Mg(V10O28)·24H2O, provenant de la mine West Sunday, au Utah, et de son équivalent synthétique, et nous l’avons affiné jusqu’à un résidu R1 de 0.0313 (pour 3535 réflexions uniques, Fo > 4σF) et de 0.0246 (pour 3672 réflexions uniques, Fo > 4σF), respectivement. La huémulite est triclinique, groupe spatial P1̅, Z = 1; les paramètres réticulaires de l’échantillon naturel sont a 9.0453(2), b 11.3337(3), c 11.7372(8) Å, α 105.223(7), β 97.383(7), γ 100.790(7)°, V 1120.30(9) Å3, tandis que ceux de l’échantillon synthétique sont a 9.0425(2), b 11.3303(2), c 11.7353(8) Å, α 105.222(7), β 97.377(7), γ 100.791(7)°, V 1119.47(8) Å3. La structure contient des oxyanions de décavanadate (V10O28)6− en liaison grâce à un complexe interstitiel contenant des octaèdres [Mg(H2O)6]2+ isolés et un groupe cationique [Na4(H2O)14]4+ dans un agencement en chaînes en zigzag infinies. Il y a de plus quatre groupes H2O isolés, dont deux montrent un désordre de position. Tous les atomes d’hydrogène sauf quatre ont été localisés; ce réseau de liaisons hydrogène assure un supplément de liaisons entre le complexe interstitiel et l’unité structurale, ce qui stabilise l’agencement des atomes. L’acidité de Lewis du complexe interstitiel (0.18) coïncide presque avec la valeur limite supérieure de la basicité de l’unité structurale (0.17), ce qui démontre que le principe de la concordance des valences est respecté dans cette structure. Il est probable que le spectre de diffraction X et les dimensions de la maille dans la description originale de la huémulite ont été mesurés sur un mélange de matériaux pleinement hydraté et partiellement déshydraté. La huémulite fait partie du groupe de la pascoïte, et est étroitement liée à une famille de produits de synthèse répondant à la formule générale Na4M(V10O28)·23H2O (M: Ni, Mg). La maille élémentaire et les positions des atomes de la huémulite sont liés à celles des produits de synthèse selon la matrice de transformation M = [100/011/011]. Toutefois, certaines des restrictions en matière de symétrie présentes dans la huémulite, par exemple les centres d’inversion et le centrage de la maille, sont relachées, ce qui se traduit par des positions d’atomes dans ces produits de synthèse moins strictement régies par la symétrie.

(Traduit par la Rédaction)

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