THE CRYSTAL CHEMISTRY OF MALINKOITE, NaBSiO₄, AND LISITSYNITE, KBSi₂O₆, FROM THE KHIBINA–LOVOZERO COMPLEX, KOLA PENINSULA, RUSSIA Available to Purchase

The crystal structure of malinkoite, NaBSiO₄, a 13.8964(4) Å, c 7.7001(2) Å, P6₃, Z = 18, D_x = 2.922 g cm⁻³, from the Khibina–Lovozero complex, Kola peninsula, Russia, has been solved by direct methods and refined to an R index of 3.8% using 2094 unique observed (|F_o| > 4σF) reflections collected with a single-crystal diffractometer fitted with a CCD detector and MoKα X-radiation. Malinkoite is a framework borosilicate with a structure consisting of six-membered rings of regularly alternating (SiO₄) and (BO₄) tetrahedra, and Na located in the large channels extending along [001]. There are three unique Si sites, each occupied by Si and each coordinated by four O atoms in a tetrahedral arrangement, with <Si–O> distances of 1.625, 1.622 and 1.622 Å, respectively. There are three unique B sites, each occupied by B and each coordinated by four O atoms in a tetrahedral arrangement, with <B–O> distances of 1.476, 1.476 and 1.473 Å, respectively. There are five unique Na sites, each completely occupied by Na. Three of the Na sites are [9]-coordinated, with <Na–O> distances of 2.626, 2.642 and 2.630 Å, respectively; the remaining two Na sites are [6]-coordinated, with <Na–O> distances of 2.444 and 2.440 Å, respectively. The (SiO₄) and (BO₄) tetrahedra link to form six-membered rings of two different configurations based on the following sequences of up (U) and down (D) linkages: UDUDUD and UUDUDD in the ratio of 1:2. Nine-coordinated Na polyhedra are located in big cages formed by stacking of UDUDUD rings. Stacking of UUDUDD rings produces smaller cages occupied by [6]-coordinated Na. In accord with the ratio of two types of rings, there are twelve Na octahedra and six [9]-coordinated Na polyhedra per unit cell in malinkoite. The framework topology is related to that of beryllonite NaBePO₄.

In the crystal structure of lisitsynite, KBSi₂O₆, four-membered rings consist of two (SiO₄) and two (BO₄) tetrahedra, and are linked into zig-zag chains (puckered ladders) along [001]. There are two types of chemically distinct six- and eight-membered rings: (4Si + 2B) and (5Si + B); (5Si + 3B) and (6Si + 2B). Two different pairs of six-membered and eight-membered rings, (4Si + 2B) and (5Si + 3B), and (5Si + B) and (6Si + 2B), respectively, form sheets on (100) and (010). Stacking of sheets and zig-zag chains gives rise to a three-dimensional framework. There are one-dimensional seven-ring channels along the c direction. Lisitsynite, KBSi₂O₆, and synthetic “boroleucite”, K(Si₂ B)O₆, may be regarded as polymorphs with different patterns of Si–B order.

Nous avons résolu la structure cristalline de la malinkoïte, NaBSiO₄, a 13.8964(4), c 7.7001(2) Å, P6₃, Z = 18, D_x = 2.922 g cm⁻³, provenant du complexe de Khibina–Lovozero, péninsule de Kola, en Russie, par méthodes directes, et l’avons affiné jusqu’à un résidu R de 3.8% en utilisant 2094 réflexions uniques observées (|F_o| > 4σF), prélevées avec un diffractomètre pour cristaux uniques muni d’un détecteur CCD et avec rayonnement MoKα. Il s’agit d’un borosilicate à charpente dont la structure contient des anneaux à six membres, des tétraèdres (SiO₄) et (BO₄) en alternance régulière, et des atomes Na logés dans des canaux alongés selon [001]. Il y a trois sites Si uniques, chacun étant occupé par Si en coordinence avec quatre atomes d’oxygène dans un agencement tétraédrique, avec des distances <Si–O> de 1.625, 1.622 et 1.622 Å, respectivement. Il y a trois sites B uniques, chacun occupé par B en coordinence avec quatre atomes d’oxygène dans un agencement tétraédrique, avec des distances <B–O> de 1.476, 1.476 et 1.473 Å, respectivement. Il y a cinq sites uniques Na, chacun complètement occupé par Na. Trois des sites Na ont une coordinence [9], avec des distances <Na–O> de 2.626, 2.642 et 2.630 Å, respectivement; les deux autres sites Na ont une coordinence [6], avec des distances <Na–O> de 2.444 et 2.440 Å, respectivement. Les tétraèdres (SiO₄) et (BO₄) sont agencés en anneaux de six membres en deux configurations distinctes, selon que l’orientation soit vers le haut (U) ou le bas (D): UDUDUD et UUDUDD dans un rapport de 1:2. Les polyèdres dans lesquels le Na a une coordinence [9] sont situés dans des cages volumineuses formés par l’empilement des anneaux UDUDUD. L’empilement des anneaux UUDUDD mène à des cages moins volumineuses, qu’occupe le Na à coordinence [6]. Comme le prédit le rapport entre les deux sortes d’anneaux, il y a douze octaèdres de Na et six polyèdres ayant le Na en coordinence [9] dans chaque maille élémentaire de malinkoïte. La topologie de la trame est semblable à celle de la beryllonite, NaBePO₄.

Dans la structure de la lisitsynite, KBSi₂O₆, des anneaux à quatre membres contiennent deux tétraèdres (SiO₄) et deux tétraèdres (BO₄), qui sont liés en chaînes en zig-zag comme une échelle affaissée le long de [001]. Il y a deux sortes d’anneaux à six et à huit membres, chimiquement distincts: (4Si + 2B) et (5Si + B) d’une part, et (5Si + 3B) et (6Si + 2B) de l’autre. Deux paires différentes d’anneaux à six et à huit membres, (4Si + 2B) et (5Si + 3B), et (5Si + B) et (6Si + 2B), respectivement, forment des feuillets parallèles à (100) et à (010). L’empilement de ces feuillets et des chaînes en zig-zag est à l’origine d’une trame tri-dimensionnelle. Il y a des canaux dans une dimension, le long de l’axe c, formés par sept anneaux. On peut considérer la lisitsynite, KBSi₂O₆, et la “boroleucite”, produit de synthèse de composition K(Si₂B)O₆, commes formes polymorphiques ayant des schemas d’ordre Si–B distincts.

(Traduit par la Rédaction)