Synthesis and characterization of Mn-bearing ilvaite CaFe 2−x 2+ MnxFe3+ [Si2O7/O/(OH)]

Summary Synthesis of Mn-bearing ilvaites, CaFe _2–x ²⁺ Mn_xFe³⁺ [Si₂O₇/O/(OH)], with 0 x 0.19, have been performed under hydrothermal conditions at 2 and 3 kbars, T = 300 -400°C and at oxygen fugacities defined by the Fe₂O₃/Fe₃O₄ - and the Ni/NiO -buffer. As shown by X-ray diffraction, the substitution of Fe²⁺ by Mn²⁺ decreases the monoclinic angle and causes a phase transition from monoclinic to orthorhombic at x = 0.19. The Fe-distribution has been determined by Mössbauer spectroscopy.

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Synthese und Charakterisierung von Mn-haltigem Ilvait CaFe _2–x ²⁺ Mn_xFe³⁺ [Si₂O₇/O/(OH)]

Zusammenfassung Mn-haltiger Ilvait CaFe _2–x ²⁺ Mn_x Fe³⁺ [Si₂O₇/O/(OH)] wurde unter hydrothermalen Bedingungen bei Drucken von 2 und 3 kbar, Temperaturen zwischen 300 und 400°C und bei Sauerstoff Fugazitäten, die durch Festkörperpuffer (Fe₂O₃/Fe₃O₄ und Ni/NiO) kontrolliert wurden, hergestellt. Röntgenbeugungsuntersuchungen zeigen, daß mit steigendem Mn-Einbau der monokline Winkel kleiner wird, und daß bei x = 0.19 ein Phasenübergang von der monoklinen zur orthorhombischen Struktur erfolgt. Die Fe-Verteilung wurde mit Mössbauer-Spektroskopie bestimmt.

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With 4 Figures     

Die Kristallstruktur von Fe2Te4O11

Zusammenfassung Die Verbindung Fe₂ ³+Te₄O₁₁ kristallisiert monoklin, RaumgruppeC _2h ⁵ –P 2₁/c, sowie den Gitterkonstantena ₀=11,88 Å,b ₀=6,95 Å,c ₀=14,13 Å, =123°44, Z=4. Die Struktur wurde an dreidimensionalen photographischen Röntgendaten ermittelt.R=0,08 für 1365 beobachtete Reflexe. In der Atomanordnung ist ein Eisenatom verzerrt oktaedrisch von sechs, das zweite Eisenatom von fünf Sauerstoffen umgeben. Jedes Telluratom wird von drei Sauerstoffen in einem Abstand 2,10 Å umgeben. Ein vierter Sauerstoff hat bezüglich dieser drei einen um 10 bis 25% größeren Abstand. Der Übergang von einer (3+1)-zu einer 4-Koordination um vierwertiges Tellur wird aufgezeigt.

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The crystal structure of Fe₂Te₄O₁₁

Summary The compound Fe₂ ³+Te₄O₁₁ crystallizes monoclinic, space groupC _2h ⁵ –P 2₁/c, with lattice constantsa ₀=11.88 Å,b ₀=6.95 Å,c ₀=14.13 Å, =123°44, Z=4. The crystal structure is derived from 3-dimensional photographic X-ray data.R=0.08 for 1365 observed reflections. In the atomic arrangement one iron is coordinated octahedrally by six oxygens, the other one by five oxygens. Each tellurium atom is coordinated by 3 oxygens with Te–O2.10 Å. Comparable with these 3 Te–O distances the distance of a fourth one is 10 to 25% greater. A transition from (3+1) to 4 in the coordination number around tetravalent tellurium is shown.

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Mit 6 Abbildungen     

Sigioite : The oxidation mechanism in [M 2 3 + (PO4)2(OH)2(H2O)2]2 - structures

Summary The crystal structure of sigloite, Fe³ [(H₂O)₃OH] [Al₂(PO₄)₂(OH)₂(H₂O)₂]- 2 H₂O, triclinic, a 5.190 (2), b 10.419 (4), c 7.033 (3) Å, 105.00 (3), 111.31(3), 70.87 (3)°, V 330.5 (2) Å3, Z = 1, space group P , has been refined to anR index of 5.3% using 1713 observed (I > 2.5 1) reflections collected with graphite-monochromated MoK X-rays. Sigloite is isostructural with the laueite-group minerals. Corner-linked [A1₅] chains (: unspecified ligand) are cross-linked by (PO₄) tetrahedra to form a mixed corner-linked tetrahedral-octahedral sheet of composition [A1₂(PO₄)₂(OH)₂(H₂O)₂]²-. These sheets are linked by (Fe³⁺O₂(OH, H₂O)₄) octahedra and two (H₂O) groups that participate in a hydrogen-bonding network. Sigloite is the oxidized equivalent of paravauxite, Fe²⁺(H₂O)4[Al₂(PO₄)₂(OH)₂(H₂O)₂]-² H₂O, and detailed comparison of the two structures shows that the oxidation mechanism involves loss of hydrogen from one of the (H₂O) groups coordinating the Fe³⁺, and positional disorder of both the Fe³⁺ and (OH) and (H₂O) ligands.

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Siggloit: Der Oxidationsmechanismus in (M ₂ ³ ₊ (PO₄)₂(OH)₂(H2O)₂]²- Strukturen

Zusammenfassung Die Kristallstruktur von Sigloit, Fe³⁺ [(H₂O)₃OH] [Al₂(PO₄)₂(OH)₂(H₂O)₂].2 H₂O, triklin, a 5,190 (2), b 10,419 (4), c 7,033 (3) Å, 105,00 (3), 111,31 (3), 70,87 (3)°, V 330,5 (2) ų,Z = 1, Raumgruppe P , wurdefür 1713 beobachtete Reflexe (I > 2,5 I), die mit MoKa-Röntgenstrahlung (Graphit-Monochromator) gesammelt wurden, auf einen R-Wert von 5,3% verfeinert. Sigloit ist isotyp mit den Mineralen deer Laueit-Gruppe. Über Ecken verknüpfte [A1₅]-Ketten (: nicht spezifizierter Ligand) werden über (P0₄)-Tetraeder zu ebenfalls über Ecken verknüpfte Tetraeder-OktaederSchichten der Zusammensetzung [A1₂(PO₄)₂(OH)₂(H₂O)₂]²- verbunden. Diese Schichten werden über (Fe³⁺O₂(OH, H2O)₄)-Oktaeder und zwei (H₂O)-Gruppen, die amWasserstoffbrücken-Netzwerk beteiligt sind, verbunden. Sigloit ist das oxidierte Analogon zu Paravauxit, Fe²⁺(H₂O)₄[A1₂(PO₄)₂(OH)₂(H₂O)₂] - 2 H₂O; ein detaillierter Vergleich dieser beiden Strukturen zeigt, daß der Oxidationsmechanismus sowohl den Verlust eines Wasserstoffatoms (H₂O)-Gruppe, welche ein Fe³⁺-Atom koordiniert, als auch eine Fehlordnung der Punktlagen von Fe³⁺ und von den (OH) und (H₂O) Liganden bedingt.

     

Synthesis, crystal structure and crystal chemistry of ferri-clinoholmquistite, ?Li 2Mg 3Fe 3+ 2Si 8O 22(OH) 2

This work reports the synthesis of ferri-clinoholmquistite, nominally _Li2(Mg₃Fe³⁺₂)Si₈O₂₂(OH)₂, at varying f_O2 conditions. Amphibole compositions were characterized by X-ray (powder and single-crystal) diffraction, microchemical (EMPA) and spectroscopic (FTIR, Mössbauer and Raman) techniques. Under reducing conditions ( NNO+1, where NNO = Nickel–Nickel oxide buffer), the amphibole yield is very high (>90%), but its composition, and in particular the FeO/Fe₂O₃ ratio, departs significantly from the nominal one. Under oxidizing conditions ( NNO+1.5), the amphibole yield is much lower (<60%, with Li-pyroxene abundant), but its composition is close to the ideal stoichiometry. The exchange vector of relevance for the studied system is ^M2(Mg,Fe²⁺) ^M4(Mg,Fe²⁺) ^M2Fe³⁺_–1 ^M4Li_–1, which is still rather unexplored in natural systems. Amphibole crystals of suitable size for structure refinement were obtained only at 800 °C, 0.4 GPa and NNO conditions (sample 152), and have C2/m symmetry. The X-ray powder patterns for all other samples were indexed in the same symmetry; the amphibole closest to ideal composition has a = 9.428(1) Å, b = 17.878(3) Å, c = 5.282(1) Å, = 102.06(2)°, V = 870.8(3) ų. Mössbauer spectra show that Fe³⁺ is strongly ordered at M2 in all samples, whereas Fe²⁺ is disordered over the B and C sites. FTIR analysis shows that the amount of ^CFe²⁺ increases for increasingly reducing conditions. FTIR data also provide strong evidence for slight but significant amounts of Li at the A sites.     

Crystal structure refinement and reflectance measurements of hausmannite,Mn3O4

Summary The crystal structure of hausmannite from Langbån, Sweden, was refined with 462 independent X-ray diffraction data toR = 0.036 (R_W = 0.034). The Jahn-Teller distortion of the Mn³⁺O6 octahedron is relatively strong: Mn³⁺ -O = 1.930 (1) Å (4 x), 2.282 (1) Å (2 x), and the anisotropies of the thermal vibrations of Mn^3- and O differ clearly from those of the corresponding atoms in cubic spinels. It is shown that, from a stereochemical point of view, the hausmannite structure-type is not the only geometrically possible Jahn-Teller distortion of the spinel-type. The reflectance of hausmannite was measured on an oriented cut plate with polarized light (k = 400–700 nm) in air and in oil immersion, and the refractive indices and absorption coefficients were derived.

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Kristallstrukturverfeinerung und reflexionsmessungen am Hausmannit, Mn₃O₄

Zusammenfassung Die Kristallstruktur eines Hausmannits von Langbån, Schweden, wurde an Hand von 462 unabhängigen Einkristall-Röntgendiffraktometerdaten zu einemR = 0.036 (R _w = 0.034) verfeinert. Die Jahn-Teller-Verzerrung des Mn3+O_6-Oktaeders ist relativ stark: Mn^3--O = 1.930 (1) Å (4 x); 2.282 (1) Å (2 x), und die Anisotropien der thermischen Schwingungen von Mn3 und O unterscheiden sich deutlich von denen analoger Atome in kubischen Spinellen. Es wird gezeigt, daß aus einer stereochemischen Sicht der Strukturtyp des Hausmannits nicht die einzig geometrisch mögliche JahnTeller-Verzerrung des Spinell-Typs ist. Das Reflexionsvermögen des Hausmannits wurde an einer orientiert geschnittenen Platte mit polarisiertem Licht ( = 400–700 nm) in Luft und in Ölimmersion gemessen und Brechungsindizes und Absorptionskoeffizienten wurden bestimmt.

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With 2 Figures     

1Tc-Strontiohilgardit (Ca,Sr)2[B5O8(OH)2Cl] und seine Stellung in der Hilgarditgruppe X2/II[B5O8(OH)2Cl]

Zusammenfassung 1Tc-Strontiohilgardit (Ca, Sr)₂ [B₅O₈(OH)₂,Cl] mit Ca : Sr etwa 1 : 1 ist ein neues Mineral der Hilgarditgruppe. Fundpunkt: Reyersbausen (9° 59,7 E, 51° 36,6 N), Grube Königshall-Hindenburg, Flöz Staßfurt in sylvinitischer Ausbildung.Konstanten : triklin-pedial,a ₀=6,38 Å,b ₀=6,480 Å,c ₀=6,608 Å, =75,4°,=61,2°, =60,5°; tafelige-gestreckte Links- und Re chtskristalle, farblos, wasserunlöslich, piezoelektrisch. Härte 5–7, Dichte 2,99 g cm^–3;n =1,638,n =1,639,n =1,670; 2V =19°.Neue Daten für die Hilgarditgruppe : 2 M (Cc)-Calciumhilgardit (=Hilgardit) =4 Ca₂[B₅O₃(OH)₂Cl], Raumgruppe Cc.3Tc-Calciumhilgardit (=Parahilgardit) = 3 Ca₂[B₅O₃(OH)₂Cl]; trinklin-pedial, ₀=6,31 Å,b =6,484 Å,c ₀=17,50 Å; =84,0°,=79,6°, =60,9°.Die Polymorphiebeziehungen sind geometrisch deutbar durch eine spezielle Art der Polytropie (Stapelung von Links- und Rechtskristallen im Elementarbereich).     

The crystal structure of 2O brittle mica: Anandite

Summary Anandite has an approximate formula of Ba(Fe³⁺, Fe²⁺)₃[Si₂(Fe³⁺, Fe²⁺, Si)₂O_10–x(OH)_x] (S, Cl) (OH), withx=0–1, and belongs to the 2 O brittle mica group. It is orthorhombic; space groupPnmn;a=5.468(9) Å,b=9.489(18)Å,c=19.963(11) Å;Z=4.The structure was determined from 3dim. Weissenberg-data, starting with an approximate structure in the pseudo space groupCcmm. Least squares refinement resulted inR=0.061 for 409 photometric intensities, andR=0.131 for all 853 observedhkl-reflexions.The iron of the tetrahedral layer is concentrated in one of the two crystallographically different kinds of tetrahedra. The basal oxygen rings of the tetrahedral layer form approximate hexagons and have not the ditrigonal configuration of the common micas. This peculiarity is considered to be a consequence of the size and charge of the barium ion. The role of OH in the common micas is played partly by S^2– and Cl^– in anandite.

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Die Kristallstruktur des 2 O Sprödglimmers Anandit

Zusammenfassung Anandit hat die ungefähre Formel Ba(Fe³⁺, Fe²⁺)₃[Si₂(Fe³⁺, Fe²⁺, Si)₂O_10–x(OH)_x] (S, Cl) (OH) mitx=0–1 und gehört zur 2O Sprödglimmergruppe. Er ist rhombisch; RaumgruppePnmn; a=5,468(9) Å,b=9,489(18) Å,c=19,963(11) Å;Z=4.Die Struktur wurde aus Weissenberg-Daten bestimmt, wobei mit einer approximativen Struktur in der PseudoraumpruppeCcmm begonnen wurde. Die Verfeinerung nach der Methode der kleinsten Quadrate führte für 409 photometrierte Reflexe aufR=0,061 und für alle 853 beobachtetenhkl-Reflexe aufR=0,131.Der Eisengehalt der Tetraederschicht ist in einer der beiden kristallographisch verschiedenen Tetraederarten konzentriert. Die basalen Sauerstoffringe der Tetraederschicht bilden annäherungsweise Sechsecke und haben nicht die ditrigonale Konfiguration der gewöhnlichen Glimmer. In Anandit spielen S^2– und Cl^– teilweise die Rolle der Hydroxylgruppen in den gewöhnlichen Glimmern.

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With 4 Figures     

An occurrence of ardennite in quartz veins in piemontite schist,Western Otago,New Zealand

Summary Ardennite of complex composition: (Mn²⁺ _3.488Ca_0.509Ba_0.002)₌₄(Mg_0.916916 Fe³⁺ _0.165 Mn³⁺ _0.099Cu_0.033Ni_0.009Zn_0.006 Ti_0.008Al_4.764)₌₆(As⁵⁺ _0.823V⁵⁺ _0.022P_0.005B_0.069Al_0.042Si_5.039)₌₆O_21.81(OH)_6.17 occurs in crack-seal quartz veins in quartz-albite-piemontite-spessartine-phengitehematite-chlorite-rutile-tourmaline ± calcite schist of the Haast Schist Group near Arrow Junction, western Otago, New Zealand. The Mn²⁺/Mn³⁺-ratio is sensitive to calculations and to accuracy of analyses. Boron is detected in ardennite for the first time. Other properties include = 1.734(3), = 1.735(3), = 1.751(3), 2V_Z = 30(2)°;a = 8.721(1),b = 5.816(1),c = 18.545(3) Å,V = 940.7(2) ų. Associated mineral phases are spessartine, hematite, piemontite containing 0.7% SrO and 0.06% PbO, and phengite. Later-stage vein minerals comprise chlorite, albite, and manganoan calcite which were deposited under less highly oxidizing conditions. Digenite with minor intergrown covellite occurs in small amount with manganoan calcite and quartz in a cross-cutting late-stage veina chalcopyrite and native copper occur in other late-stage veins. Arsenic and other components of the ardennite and associated minerals are derived from highly oxidized ferromanganese oxide- and hydroxide-bearing siliceous pelagic sediments that formed the protolith for the piemontite schist. The veins formed at a relatively early stage after metamorphism peaked in the chlorite zone of the greenschist facies under conditions that have been estimated at about 4.5 kbar, 390 °C.

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Vorkommen von Ardennit in Quarzgängen aus Piemontit-Schiefern, West-Otago, Neuseeland

Zusammenfassung Ardennit mit der Zusammensetzung (Mn²⁺ _3.488Ca_0.509Ba_0.002)₌₄(Mg_0.916Fe³⁺ _0.165Mn³⁺ _0.099Cu_0.033Ni_0.009Zn_0.006 Ti_0.008Al_4.764)₌₆(As⁵⁺ _0.823V⁵⁺ _0.022P_0.005B_0.069Al_0.042Si_5.039)₌₆O_21.81(OH)_6.17 tritt in Crack-seal-Quarzgängen in Quarz-Albit-Piemontit-Spessartin-Phengit-Hämatit-Chlorit-Rutil-Turmalin ± Calcit-Schiefern der Haast Schiefer-Gruppe nahe der Arrow Junction, West-Otago, Neuseeland, auf. Die Proportionen von Mn²⁺/Mn³⁺ hängen von der Kalkulation und der Genauigkeit der Analyse ab. Bor wird zum ersten Mal im Ardennit bestimmt. Andere Eigenschaften sind: = 1.734(3), = 1.735(3), = 1.751(3), 2Vz = 30(2)°; a = 8.721(1), b = 5.816(1), c = 18.545(3) Å, V = 940.7(2) Å3. Assoziierte Mineralphasen sind Spessartin, Hämatit, Piemontit, der 0.7% SrO und 0.06% PbO enthält und Phengit. Spät gebildete Gangmineralien, wie Chlorit, Albit und Mn-Calcit, sind unter geringer oxidierenden Bedingungen entstanden. Digenit mit etwas Covellin tritt in kleinen Mengen zusammen mit Mn-Calcit und Quartz in einem querschlägigen Gang auf, Chalcopyrit und gediegenes Kupfer kommen in anderen späten Gängen vor. Arsen und andere Komponenten des Ardennites and der assoziierten Minerale können von hochoxidierten, Fe-Mn-Oxid- und Hydroxyd-führenden, Sireichen, pelagischen Sedimenten hergeleitet werden, die das Ausgangsgestein für den Piemontit darstellen. Die Gänge wurden in einem relativ frühen Stadium, nach dem Metamorphosehöhepunkt, innerhalb der Chloritzone der Grünschiefer-Fazies, unter ungefähr 4.5 kbar und 390°C, gebildet.

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With 4 Figures     

Magnetite activities across the MgAl2O4-Fe3O4 spinel join,with application to thermobarometric estimates of upper mantle oxygen fugacity

The activity of Fe₃O₄ component in MgAl₂O₄-Fe₃O₄ spinels has been measured at 900° and 1000° C and 1 atm total pressure using a zirconia oxygen electrolyte. As previously reported for the dilute Fe₃O₄ concentration region (Mattioli and Wood 1986a), magnetite activity at 1000° C is greater than at 900° C at constant Fe₃O₄ mole fraction, for compositions across the MgAl₂O₄-Fe₃O₄ join between 20 and 80 mol% Fe₃O₄ component. The 1-atm solvus crest lies between 900° and 1000° C and, at 900° C the limbs are at Fe₃O₄ mole fractions of 0.2 and 0.6 approximately.Application of the O'Neill and Navrotsky (1983, 1984) cation distribution model indicates that the unusual activity — composition behavior of Fe₃O₄ is caused by changes in the equilibrium state of disorder of mixed MgAl₂O₄-Fe₃O₄ spinels relative to the disordered Fe₃O₄ standard state. In addition, both stoichiometric volumes (Mattioli et al. 1987) and activities across the MgAl₂O₄-Fe₃O₄ join suggest that short range order is significant for this binary. Excess free energy terms must be added to ideal Fe₃O₄ activities formulated from equilibrium cation distributions in complex MgAl₂O₄-Fe₃O₄ spinels in order to increase Fe₃O₄ activities to values consistent with observation and to generate the apparent region of immiscibility at 900° C.We have applied our activity data to the estimation of upper mantle spinel-lherzolite oxygen fugacities. We calculated that minimum 's are about 2 log units below the synthetic QFM buffer at 15 kbar total pressure for Fe₃O₄ concentration of 2 mol%, in a Cr-free spinel phase. If a preliminary calibration of an additional 25 mol% Fe²⁺-substitution as FeCr₂O₄ or FeAl₂O₄ component is incorporated into Fe₃O₄ activity, then olivine-orthopyroxene-spinel assemblages of depleted-Type 1-spinel-lherzolite xenoliths indicate 's close to QFM at 15 kbar. This is in good agreement with previous thermobarometric estimates and in sharp contrast to 1 atm intrinsic measurements near IW.     

Strukturelle Untersuchungen an Arsenbrackebuschit

Zusammenfassung Röntgenographische Untersuchungen an Einkristallen von Arsenbrackebuschit, Pb₂(Fe, Zn)(OH, OH₂) (AsO₄)₂ (mit FeZn21), ergaben die RaumgruppeP2₁/m mita ₀=7,763(1) Å,b ₀=6.046(1) Å,c ₀=9.022(1)Å, =112,5(1)°,V=391,2(1) ų,Z=2 und _x =6,54 g/cm³. Dreidimensionale Fouriersynthesen und Verfeinerungen nach der Methode der kleinsten Quadrate bis zu einemR-Wert von 0,073 zeigten, daß das neue Mineral strukturell einer Gruppe von Blei-Mineralen der allgemeinen Formel Pb₂ Me(Z) (XO₄) (YO₄) — mitMe=Cu²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺, Fe³⁺;X=S, Cr, V, As;Y=P, As, V;Z=OH, OH₂ — zuzuordnen ist. Vertreter dieser Gruppe sind z. B. Tsumebit Pb₂Cu(OH) (SO₄) (PO₄), Vauquelinit Pb₂Cu(OH) (CrO₄) (PO₄) und auch Brackebuschit Pb₂(Mn, Fe) (OH₂) (VO₄)₂. Strukturelle Verwandtschaft besteht mit Tsumcorit Pb(Zn, Fe)₂(OH, OH₂)₂(AsO₄)₂, einem weiteren Blei-Arsenat der gleichen Lagerstätte.

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Structural investigation of arsenbrackebuschite

Summary X-ray single crystal work on arsenbrackebuschite, Pb₂(Fe, Zn) (OH, OH₂) (AsO₄)₂ (with FeZn21), gave space groupP2₁/m witha ₀=7.763(1),b ₀=6.046(1),c ₀=9.022(1) Å, =112.5(1)°,V=391.2(1) ų,Z=2 and _x =6,54 g/cm³. 3-dimensional Fourier syntheses and least-squares refinement (finalR=0.073) showed that the new mineral belongs to a group of lead minerals with the general formula Pb₂ Me(Z) (XO₄) (YO₄)Me=Cu²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺;X=S, Cr, V, As; Y=P, As, V;Z=OH, OH₂. Members of this group, are for example tsumebite, Pb₂Cu(OH) (SO₄)(PO₄), vauquelinite, Pb₂Cu(OH) (CrO₄) (PO₄), and brackebuschite, Pb₂ (Mn, Fe) (OH₂) (VO₄)₂. A structural relationship exists to tsumcorite, Pb(Zn, Fe)₂(OH, OH₂)₂ (AsO₄)₂, another lead-arsenate from Tsumeb.

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Mit 2 Abbildungen     

Transformation of synthetic U3O8 into different uranium oxide hydrates

Summary Referring to the natural formation of secondary uranium minerals, the primary transformation of U₃O₈ into schoepite has been investigated. The transformation is realized in a continuous system with O₂, CO₂ and H₂O. At 100°C schoepite III, UO₃ · zH₂O (z 1), is formed (a = 14.12; b = 16.83; c = 15.22 Å) with a density of 4.460 g/cm³. At 25°C a mixture of schoepite II (UO₃ · yH₂O, 1 < y < 2; a = 13.99; b = 16.72; c = 14.73 Å) and schoepite I (UO₃ · xH₂O, x 2; a = 14.33; b = 16.79; c = 14.73 Å) is obatined. From thermogravimetric analysis the activation energy of dehydration for schoepite III is determined as 49(3) · 10³ J/mole.

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Umwandlung von synthetischem U₃O₈ in verschiedene Uranoxidhydrate

Zusammenfassung In Hinblick auf die natürliche Bildung sekundärer Uranminerale wurde die primäre Umwandlung von U₃O₈ in Schoepit untersucht. Die Umwandlung wurde in einem kontinuierlichen System mit O₂, CO₂ und H₂O bewerkstelligt. Bei 100°C bildet sich Schoepit III (UO₃ · zH₂O, z 1; a = 14.12, b = 16.83, c = 15.22 Å; Dichte: 4.460 g/cm³). Bei 25°C wird eine Mischung von Schoepit II (UO₃ · yH₂O, 1 < y < 2; a = 13.99, b = 16.72, c = 14.73 Å) und Schoepit I (UO₃ · xH₂O, x 2; a = 14.33, b = 16.79, c = 14.73 Å) erhalten. Aus der thermogravimetrischen Analyse wurde die Aktivierungsenergie der Dehydratation von Schoepit III mit 49(3) · 10³ J/mole berechnet.

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Who wishes to dedicate the paper to the memory of his father, Hendrik Vochten.

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With 3 Figures     

Die Kristallstruktur des Johannits,Cu(UO2)2(OH)2(SO4)2·8H2O

Zusammenfassung Die Kristallstruktur des Johannits wurde anhand eines verzwillingten Kristalls von Joachimsthal, Böhmen, mit dreidimensionalen Röntgendaten bestimmt und für 2005 unabhängige Reflexe aufR=0,039 verfeinert. Johannit kristallisiert triklin, RaumgruppeP1, mita=8,903 (2),b=9,499 (2),c=6,812 (2) Å, =109,87 (1) =112,01 (1), =100,40 (1)° undV=469,9 ų. Chemische Formel und Zellinhalt lauten Cu(UO₂)₂(OH)₂(SO₄)₂·8H₂O, das ist um zwei H₂O-Moleküle mehr als bisher angenommen. In der Struktur sind pentagonal dipyramidale (UO₂)(OH)₂O₃-Polyeder paarweise über eine von zwei OH-Gruppen gebildete Kante zu Doppelpolyedern und diese wiederum durch SO₄-Gruppen zu (UO₂)₂(OH)₂(SO₄)₂-Schichten parallel (100) verknüpft. Die Schichten sind parallel über gestreckte Cu(H₂O)₄O₂-Oktaeder und Wassermoleküle miteinander verbunden. Folgende Bindungslängen wurden gefunden: U–O=1,78 Å (2x) und 2,34–2,39 Å (5x); Cu–O=1,97 Å (4x) und 2,40 Å (2x); =1,47 Å; O–O in Wasserstoffbrücken 2,71–2,91 Å (8x) und 3,30 Å.

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The crystal structure of johannite, Cu(UO₂)₂(OH)₂(SO₄)₂·8H₂O

Summary The crystal structure of johannite has been determined from threedimensional X-ray data measured on a twinned crystal from Joachimsthal, Böhmen, and has been refined toR=0.039 for 2005 independent reflections. Johannite crystallizes triclinic, space groupP1, witha=8.903 (2),b=9.499 (2),c=6.812 (2) Å, =109.87(1), =112.01(1), =100.40 (1)° andV=469.9 ų. Chemical formula and cell content are Cu(UO₂)₂(OH)₂(SO₄)₂·8H₂O, by two H₂O molecules more than previously assumed. Pairs of pentagonal dipyramidal (UO₂) (OH)₂O₃ polyhedra form double polyhedra by edgesharing via two OH groups. The double polyhedra are linked by the SO₄ tetrahedra to form layers (UO₂)₂(OH)₂(SO₄)₂ parallel zu (100). These layers are interconnected parallel toa by elongated Cu(H₂O)₄O₂ octahedra and water molecules. Following bond lengths have been observed: U–O=1.78 Å (2x) and 2.34–2.39 Å (5x); Cu–O=1.97 Å (4x) and 2.40 Å (2x); =1.47 Å; O–O for hydrogen bonds 2.71–2.91 Å (8x) and 3.30 Å.

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Mit 2 Abbildungen     

Crystal structure of KMn3+ [SeO4]2 — a triclinic distorted member of the Yavapaiite family

Summary The crystal structure of synthetic KMn[SeO₄]₂ was determined by single crystal X-ray diffraction methods in space group , a = 4.827(2) Å, b = 4.988(2) Å, c = 7.981(3) Å, = 83.18(1)°, = 85.32(2)°, = 67.92(1)°, V = 176.66 ų, Z = 1; 1564 unique data, measured up to 2 = 70° (MoK-radiation); R, R(I)_w = 0.034, 0.074.KMn[SeO₄]₂ is closely related to monoclinic yavapaiite, KFe[SO₄]₂, and isotypic compounds. Jahn-Teller distorted MnO₆ octahedra are alternately linked with KO₁₀ polyhedra along [001]. The mean values of the Mn-O and Se-O distances are 2.007 Å and 1.637 Å, respectively.

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Die Kristallstruktur vonKMn ³⁺[SeO₄]-einem triklin verzerrten Vertreter der Yavapaiite-Familie

Zusammenfassung Die Kristallstruktur von synthetisch dargestelltem KMn[SeO₄]₂ wurde mittels Einkristallröntgenmethoden in der Raumgruppe bestimmt: a = 4.827(2) Å, b = 4.988(2) Å, c = 7.981(3) Å, = 83.18(1)°, = 85.32(2)°, = 67.92(1)°, V = 176.66 ų, Z = 1; 1564 unabhängige Daten bis 2 = 70° (MoK-Strahlung); R, R(I)_w = 0.034, 0.074.KMn[SeO₄]₂ ist eng mit dem monoklinen Mineral Yavapaiit, KFe[SO₄]₂ und einer Reihe damit isotyper Verbindungen verwandt. Jahn-Teller verzerrte MnO₆ Oktaeder sind alternierend mit KO₁₀ Polyedern parallel [001] verbunden. Die Mittelwerte der Mn-O und Se-O Abstände sind 2.007 Å bzw. 1.637 Å.

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With 1 Figure     

Characterization of vivianite from Catavi,Llallagua Bolivia

Summary Vivianite from Catavi Mine, Llallagua, Bolivia, has a near ideal composition with traces of Mg, Zn and Mn. Total rare-earth elements are < 1,gmg/g. Mössbauer spectroscopy shows Fe^III/(Fe^II + Fe^III) is approximately 0.04.a = 10.030Å,b = 13.434Å,c = 4.714Å, = 102.73dg. The middle-infrared powder spectrum shows H₂O-related bands at 3490, 3290, 3130 cm^–1 (stretch), 1618 cm^–1 (bend), 825 cm^–1 (rock), and at 665 cm^–1 a possible M-OH₂ twist. P0₄ bands occur at 1045-940 cm^–1 (stretch) and 570-450 cm^–1 (bend). Corresponding laser Raman microprobe bands occur at 1051 (ms), 986 (m), 948 (vs), 867 (mw), 828 (w), 568, 532, 453 (m), 442 (mw). Weak Raman bands at about 342, 303, 270 (w), 235 (ms), 227 (sh, ms), 196 (ms), 187 (sh, m), 162 (mw), and 126 (m) may arise from lattice vibrations. Differential thermal responses include a major endotherm from 115–235°C with a shoulder at 170°C and a maximum at 210°C resulting from loss of structural water combined with oxidation of Fe²⁺, and two small exotherms with maxima at 605 and 780°C related to structural transformations.

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Charakterisierung des Vivianits von Catavi, Llallagua, Bolivien

Zusammenfassung Vivianit von der Catavi Mine, Llallagua, Bolivien zeigt annähernd ideale Zusammensetzung mit Spuren von Mg, Zn und Mn. Der gesamte Gehalt an seltenen EvolElementen ist < 1 ppm. Die Mössbauer Spektroskopie liefert ein Fe³⁺/(Fe²⁺ + Fe³⁺) Verhältnis von ungefähr 0.04.a = 10.030,b = 13.434,c = 4.714 Å, = 102.73°. Das Infrarot-Pulverspektrum zeigt dem H₂0 zuzuordnende Banden bei 3490, 3290, 3130 cm^–1 (Streckschwingungen), 1618 cm^–1 (Deformationsschwingung), 825 cm^–1 (Schaukelschwingung) und eine mögliche M-OH₂ Torsionsschwingung bei 665 cm^–1. PO₄ Banden liegen bei 1045-940 cm^–1 (Streckschwingung) und 570-450 cm^–1 (Deformations-schwingung). Entsprechende Banden der Laser Raman Mikrosonde liegen bei 1051 (mst), 986 (m), 948 (sst) 867 (mschw), 828 (schw), 568, 532, 453 (m), 442 (mschw). Raman Banden bei etwa 342, 303, 270 (schw), 235 (mst), 227 (Schulter, mst), 196 (mst), 187 (Schulter, m), 162 (mschw) und 126 (m) können auf Gitterschwingungen zurückgeführt werden. Differential-thermoanalytische Untersuchungen zeigen einen endothermen Bereich von 115–235°C mit einer Schulter bei 170 und einem Maximum bei 210°C, was auf den Verlust von strukturellem Wasser, das an eine Oxidation des Fe²⁺ gebunden ist, zurückzuführen ist; zwei auf strukturelle Transformationen zurückzuführende exotherme Maxima liegen bei 605 und 780°C.

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With 4 Figures     

A re-appraisal of the chemical formula of nealite,Pb4Fe(AsO3)2Cl4 . 2H2O,on the basis of a crystal structure determination

Summary A crystal structure determination of the mineral nealite, Pb₄Fe(AsO₃)₂Cl₄ . 2H₂O, (a = 6.548(4), b = 10.243(8), c = 5.587(3) [Å]; = 96.2(1), = 89.6(1), = 97.7(1) [°]; Z = 1; space group ) was performed using single crystal X-ray data and a direct method strategy; the structural parameters were fitted by least squares techniques. The structure is characterized by isolated FeO₂Cl₂(H₂O)₂ octahedra (Fe-O: 2.08 Å, 2x, and 2.12 Å, 2x, Fe-Cl: 2.60 Å, 2x) and AsO₃ pyramids (As-O from 1.79 to 1.89 Å) which are connected by PbO₄Cl₄ and PbO₅Cl₄ polyhedra to a framework (with Pb-O distances from 2.22 to 3.34 Å, Pb-Cl distances from 3.10 to 3.54 Å). Oscillation photographs, exposed for 20 h, show very faint streaks indicating a doubling of c, probably caused by a partial ordering of a split lead atom position. Nealite is the first mineral found to contain a divalent iron atom coordinated to oxygen and chlorine atoms simultaneously.

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Änderung der chemischen Formel des Nealits, Pb₄Fe(AsO₃)₂Cl₄ . 2H₂O, basierend auf der Kristallstrukturbestimmung

Zusammenfassung Die Kristallstrukturbestimmung des Minerals Nealit, Pb₄Fe(AsO₃)₂Cl₄ . 2H₂O, a = 6.548(4), b = 10.243(8), c = 5.587(3) [Å]; = 96.2(1), = 89.6(1), = 97.7(1) [°]; Z = 1; Raumgruppe ) wurde anhand von röntgenographischen Einkristalldaten mit direkten Methoden durchgeführt und die Strukturparameter nach der Methode der kleinsten Quadrate verfeinert. Die Kristallstruktur ist charakterisiert durch isolierte FeO₂Cl₂(H₂O)₂-Oktaeder (Fe-O: 2.08 Å, 2x, und 2.12 Å, 2x, Fe-Cl: 2.60 Å, 2x) und AsO₃-Pyramiden (As-O von 1.79 Å bis 1.89 Å), welche durch PbO₄Cl₄ und PbO₅Cl₄-Polyeder zu einem Gerüst verknüpft sind (Pb-O von 2.22 bis 3.34 Å und Pb-Cl von 3.10 bis 3.54 Å). Schwenkaufnahmen, etwa 20 h belichtet, zeigen sehr feine Schwärzungsstreifen, die auf eine Verdopplung von c hinweisen, möglicherweise durch eine teilweise Ordnung einer aufgespaltenen Position eines Bleiatoms hervorgerufen. Nealit ist das erste Mineral, in dem ein zweiwertiges Eisenatom gleichzeitig an Sauerstoff- und Chloratome gebunden ist.

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Dedicated to Prof. Dr. Josef Zemann (Vienna) on the occasion of his 70^th birthday

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With 1 Figure     

The crystal structure of walpurgite, (UO2)Bi4O4(AsO4)2·2H2O

Summary The crystal structure of walpurgite has been determined from three-dimensional X-ray single crystal data and has been refined toR=0.041 for 1381 independent reflections using a crystal from Schneeberg, Sachsen. Walpurgite crystallizes triclinic, space group , witha=7.135 (2),b=10.426 (4),c=5.494 (1) Å, =101 47 (2), =110.82 (2), =88.20 (2)^o andV-374 A³. Cell content and chemical formula are (UO₂)Bi₄O₄(AsO₄)₂·2H₂O, which is one H₂O less than previously known. The structure consists of complex layers Bi₄O₄(AsO₄)₂·2H₂O extending parallel to (010). Each layer is built up from a network of bismuth and oxygen atoms, to both sides of which AsO₄ groups and water molecules are attached. (UO₂)O₄ octahedra link the layers parallel tob via the AsO₄ groups and thus simultaneously from UO₂(AsO₄)₂ chains parallel toc. The two independent Bi atoms are trivalent and form pronounced one-sided BiO polyhedra: 4–5 oxygens are at distances of 2.11–2.48 Å, 4 additional oxygens are at distances of 2.63–3.35 Å.

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Die Kristallstruktur des Walpurgins, (UO₂)Bi₄O₄(AsO₄)₂·2H₂O

Zusammenfassung Die Kristallstruktur des Walpurgins wurde anhand eines Kristalls von Schneeberg, Sachsen, mit dreidimensionalen Röntgen-Einkristalldaten bestimmt und für 1381 Reflexe aufR=0,041 verfeinert. Walpurgin kristallisiert triklin, Raumgruppe ,a=7,135 (2),b=10,426 (4),c=5,494 (1) Å, =101,47 (2), =110,82 (2), =88,20 (2)^o undV=374 ų. Zellinhalt und chemische Formel lauten (UO₂)Bi₄O₄(AsO₄)₂·2H₂O, das ist um ein H₂O-Molekül weniger als bislang bekannt. Die Struktur enthält kompliziert gebaute Bi₄O₄(AsO₄)₂·2H₂O-Schichten, die sich parallel (010) erstrecken. Jede Schicht besteht aus einem Netz von Wismut- und Sauerstoffatomen, an das zu beiden Seiten AsO₄-Gruppen und H₂O-Moleküle anknüpfen. (UO₂)O₄-Oktaeder verbinden die Schichten über die AsO₄-Gruppen parallel zub und bilden so gleichzeitig (UO₂)(AsO₄)₂-Ketten parallel zuc aus. Die zwei unabhängigen, dreiwertigen Wismutatome des Walpurgins sind von 4–5 Sauerstoffatomen in Abständen von 2,11–2,48Å einseitig koordiniert und darüber hinaus noch von vier weiteren Sauerstoffatomen in Abständen von 2,63–3,35 Å umgeben.

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With 4 Figures     

Refinement of the crystal structure of papagoite,CaCuAlSi2O6(OH)3

Summary The crystal structure of papagoite, CaCuAlSi₂O₆(OH)₃, monoclinic,a = 2.926 (3),b = 11.496 (3),c = 4.696 (1) Å, = 100.81 (2)°, V = 685.4 (3) ų, space groupC 2/m,Z = 4, has been refined to anR index of 3.4% for 913 observed reflections measured with MoK X-radiation. The single unique Cu cation is surrounded by six anions in a pseudo-octahedral arrangement showing strong Jahn-Teller distortion. Edge-sharing rutile-like chains of pseudo-octahedrally coordinated Cu and Al extend in the Y direction, and are cross-linked into an octahedral sheet by Ca₂Ø₁₀ (O = unspecified ligand, O or OH) dimers. These sheets are linked by (Si₄O₁₂) rings to form a mixed tetrahedral-octahedral framework.

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Verfeinerung der Kristallstruktur von Papagoit, CaCuAlSi₂O₆(OH)₃

Zusammenfassung Die Kristallstruktur von Papagoit, CaCuAlSi₂O₆(OH)₃, monoklina = 12,926 (3),b = 11.496 (3),c = 4.696 (1) Å, = 100.81 (2)°,V = 685.4 (3) ų, RaumgruppeC2/m,Z = 4, wurde für 913 beobachtete, MoK-Röntgenstrahlung gemessene Reflexe aufR = 3,4% verfeinert. Das eine symmetrieunabhängige Kupfer-Kation ist pseudooktaedrisch von sechs Anionen mit einer starken Jahn-Teller-Verzerrung umgeben. Die pseudo-oktaedrisch koordinierten Cu- und Al-Atome werden über Kanten zu parallel zur y-Achse verlaufenden rutil-ähnlichen Ketten verbunden, die zusammen mit den Ca₂Ø₁₀-Gruppen (Ø = nicht spezifsierter Ligand, O bzw. OH) Oktaederschichten bilden. Diese Schichten werden durch (Si₄O₁₂)-Ringe zu einem aus Tetraedern und Oktaedern bestehenden Netzwerk verknüpft.

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With 4 Figures     

Structural changes and valence states in the MgCr<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>4</Subscript>–FeCr<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>4</Subscript> solid solution series

The influence on the structure of Fe²⁺ Mg substitution was studied in synthetic single crystals belonging to the MgCr₂O₄–FeCr₂O₄ series produced by flux growth at 900–1200 °C in controlled atmosphere. Samples were analyzed by single-crystal X-ray diffraction, electron microprobe analyses, optical absorption-, infrared- and Mössbauer spectroscopy. The Mössbauer data show that iron occurs almost exclusively as ^IVFe²⁺. Only minor Fe³⁺ (<0.005 apfu) was observed in samples with very low total Fe. Optical absorption spectra show that chromium with few exceptions is present as a trivalent cation at the octahedral site. Additional absorption bands attributable to Cr²⁺ and Cr³⁺ at the tetrahedral site are evident in spectra of end-member magnesiochromite and solid-solution crystals with low ferrous contents. Structural parameters a₀, u and T–O increase with chromite content, while the M–O bond distance remains nearly constant, with an average value equal to 1.995(1) Å corresponding to the Cr³⁺ octahedral bond distance. The ideal trend between cell parameter, T–O bond length and Fe²⁺ content (apfu) is described by the following linear relations: a₀=8.3325(5) + 0.0443(8)Fe²⁺ (Å) and T–O=1.9645(6) + 0.033(1)Fe²⁺ (Å) Consequently, Fe²⁺ and Mg tetrahedral bond lengths are equal to 1.998(1) Å and 1.965(1) Å, respectively.     

Die Kristallstruktur des KZnCl3 · 2H2O

Zusammenfassung KZnCl₃ · 2H₂O kristallisiert in der Raumgruppe P 2₁/a-C _2h ⁵ mit a =12,03 Å ; b =10,09 Å c =6,26 Å, =107,5° und Z =4. Die Kristallstruktur wurde aus Patterson-Schnitten bestimmt. Die Zink werden von drei Chlor und einem Wassermolekül tetraedrisch umgeben; die Kalium von sieben Chlor und einem Wassermolekül.Die Parameter wurden nach der Methode der kleinsten Quadrate verfeinert.

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KZnCl₃ · 2H₂O crystallizes with unit cell dimensions a=12,03 Å; b=10,09 Å; c=6,26 Å, =107,5°. The space group is P2₁/a-C _2h ⁵ with Z=4.The structure has been determined by Patterson methods. Zinc is tetrahedrally surrounded by three chlorine and one H₂O, potassium is surrounded by seven chlorine and one H₂O. The structure has been refined three-dimensionally by the method of least-squares.

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Herrn Prof. Dr.C. W. Correns zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Der Strukturtyp von Emmonsit, {Fe2[TeO3]3·H2O}·xH2O (x=0−1)

Zusammenfassung Emmonsit kristallisiert triklin, RaumgruppeP , Gitterkonstanten:a ₀=7,90 Å,b ₀=8,00 Å,c ₀=7,62 Å, =96^o44, =95^o 0, =84^o 28,Z=2. Der Strukturtyp wurde aus 3-dimensionalen photographischen Röntgendaten ermittelt. Die Eisenatome werden je von 6 Sauerstoffen verzerrt oktaedrisch koordiniert. Jedes Telluratom wird von 3 Sauerstoffen in einem Abstand <2,0 Å umgeben. Ein vierter Sauerstoff hat bezüglich dieser drei einen um etwa 25–35% größeren Abstand, so daß jedes Telluratom im weiteren Sinne eine (3+1)-Koordination aufweist.

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The structure type of emmonsite, {Fe₂[TeO₃]₃·H₂O}·xxH₂O (x=0–1)

Summary Emmonsite is triclinic with space groupP , and lattice constantsa ₀=7.90 Å,b ₀=8.00 Å,c ₀=7.62 Å, =96^o 44, =95^o 0, =84⁰ 28,Z=2. The structure type is derived from 3-dimensional photographic X-ray data. The iron atoms are coordinated by six oxygens in the form of a distorted octahedron. Each tellurium atom is coordinated to 3 oxygens at a distance <2.0 Å. Compared with these 3 Te–O distance the distance of a fourth oxygen is only 25 to 35% greater; therefore each tellurium atom has a (3+1)-coordination of oxygens.

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Mit 2 Abbildungen