litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2024-24-2-214-225litosphere-2056Research ArticleСтатьиArticlesВажнейшие структурные типы в неорганической химии и минералогии: новые данныеMajor structural types in inorganic chemistry and mineralogy: New dataЕреминН. Н.EreminN. N.

Геологический факультет, кафедра кристаллографии и кристаллохимии

119234, г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1

Nikolay N. Eremin

Department of Crystallography and Crystal Chemistry, Geological Facility

1 Leninskie Gory, Mosсow 119234

neremin@mail.ruГурбановаО. А.GurbanovaO. A.

Геологический факультет, кафедра кристаллографии и кристаллохимии

119234, г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1

Olga A. Gurbanova

Department of Crystallography and Crystal Chemistry, Geological Facility

1 Leninskie Gory, Mosсow 119234

ПодображныхА. Д.PodobrazhnykhA. D.

Геологический факультет, кафедра кристаллографии и кристаллохимии

119234, г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1

Andrey D. Podobrazhnykh

Department of Crystallography and Crystal Chemistry, Geological Facility

1 Leninskie Gory, Mosсow 119234

ИонидисН. А.IonidisN. A.

Геологический факультет, кафедра кристаллографии и кристаллохимии

119234, г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1

Nikita A. Ionidis

Department of Crystallography and Crystal Chemistry, Geological Facility

1 Leninskie Gory, Mosсow 119234

ШванскаяЛ. В.SchvanskayaL. V.

Геологический факультет, кафедра кристаллографии и кристаллохимии

119234, г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1

Larisa V. Schvanskaya

Department of Crystallography and Crystal Chemistry, Geological Facility

1 Leninskie Gory, Mosсow 119234

ЕреминаТ. А.EreminaT. A.

Геологический факультет, кафедра кристаллографии и кристаллохимии

119234, г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1

Tatiana A. Eremina

Department of Crystallography and Crystal Chemistry, Geological Facility

1 Leninskie Gory, Mosсow 119234

Московский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation202403052024242214225Copyright © Еремин Н.Н., Гурбанова О.А., Подображных А.Д., Ионидис Н.А., Шванская Л.В., Еремина Т.А., 20242024Еремин Н.Н., Гурбанова О.А., Подображных А.Д., Ионидис Н.А., Шванская Л.В., Еремина Т.А.Eremin N.N., Gurbanova O.A., Podobrazhnykh A.D., Ionidis N.A., Schvanskaya L.V., Eremina T.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/2056

Объект исследования. Структурные типы с различными стехиометрическими соотношениями между химическими элементами. Цель. Анализ распространенности структурных типов с различными стехиометрическими соотношениями между химическими элементами, а именно простые вещества, бинарные соединения, тройные соединения со стехиометрией ABX3, тройные соединения со стехиометрией AB2X4. Общие положения. Анализ проводился с помощью актуальных на сегодняшний момент баз структурных данных неорганических соединений ICSD (Inorganic Crystal Structure Database) и PCD (Pearson’s Crystal Data), определено количество записей с наиболее распространенными структурными типами по состоянию на 2013 и 2023 г., приведены их классификационные обозначения в разных базах данных и годах, проанализированы ранги структурных типов по минералам и неорганическим соединениям. Для всех рассмотренных структурных типов указаны минералы, кристаллизующиеся в этих структурных типах, по данным ISCD 2023, с выборкой только по числу зарегистрированных в IMA минералов (International Mineralogical Association – Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification) по состоянию на март 2023 г. Также для всех кристаллизующихся в рассмотренных структурных типах минералов приведены русскоязычные названия минералов в соответствии с базой данных WWW-МИНКРИСТ. Выводы. Для каждого стехиометрического соотношения определены наиболее вероятные причины его реализации в тех или иных структурных типах. Исходя из кристаллохимических принципов обсуждена “популярность” структурных типов среди неорганических соединений и минералов и указаны факторы, оказывающие наибольшее влияние на это.

Research subject. Structural types with different stoichiometric correlations between chemical elements. Aim. To analyze the prevalence of structural types with different stoichiometric correlations between chemical elements, such as simple substances with binary compounds, triple compounds with stoichiometry ABX3, triple compounds with stoichiometry AB2X4. Key points. The analysis was conducted using the databases of inorganic compounds ICSD (Inorganic Crystal Structure Database) and PCD (Pearson’s Crystal Data). The number of entries with the most typical structural types for 2013 and 2023 are determined. Their classifications in various databases for different years are given. The ranks of structural types for minerals and inorganic compounds are analyzed. The minerals crystallized in all the considered structural types are indicated according to the 2023 ISCD data, sampling only by the number of minerals registered in IMA (International Mineralogical Association – Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification) for March 2023. The Russian names of minerals are presented in accordance with the database WWW-MINCRIST for the minerals crystallizing in all the structural types under consideration. Conclusions. The most probable causes for the realization of each stoichiometric correlation in various structural types are determined. The prevalence of certain structural types among inorganic compounds and minerals, as well as the underlying reasons, are discussed based on the principles of crystal chemistry.

структурный типминералынеорганические соединенияранги структурных типовstructural typemineralsinorganic compoundsranks of structural typesРабота выполнена в рамках госбюджетной темы № АААА-А16-116033010121-7 “Новые минералы и синтетические аналоги: кристаллогенезис и особенности кристаллохимии”.The study was funded by the state budget research project No. AAAA-A16-116033010121-7 “New minerals and synthetic analogues: crystallogenesis and features of crystal chemistry”.ReferencesБокий Г.Б. (1971) Кристаллохимия: 3-е изд. М.: Наука, 400 с.Bokiy G.B. (1971) Crystal chemistry: 3rd ed. Moscow, Nauka Publ., 400 p. (In Russ.)Ворошилов Ю.В., Павлишин В.И. (2011) Основы кристаллографии и кристаллохимии. Рентгенография кристаллов. Киев, КНТ, 568 с.Burke E.A.J. (2006) International Mineralogical Association. Elements, 2, 388.Доливо-Добровольский В.В. (1987) О распределении минеральных видов по классам симметрии. Зап. ВМО, 116(1), 7-17.Chichagov A.V., Varlamov D.A., Dilanyan R.A., Dokina T.N., Drozhzhina N.A., Samokhvalova O.L., Ushakovskaya T.V. (2001) MINCRYST: a Crystallographic Database for Minerals, Local and Network (WWW) Versions. Crystallogr. Rep., 46(5), 876-879 (translated from Kristallografiya, 46(5), 950-954). https://doi.org/10.1134/1.1405882Еремин Н.Н., Еремина Т.А. (2018) Неорганическая кристаллохимия. Кн. 1. М.: КДУ, 394 с.Dolivo-Dobrovolsky V.V. (1987) On the distribution of mineral species by symmetry classes. Zap. VMO, 116(1), 7-17. (In Russ.)Еремин Н.Н., Еремина Т.А., Марченко Е.И. (2020) Структурная химия и кристаллохимия. М.: КДУ; Добросвет, 494 с.Eremin N.N., Artamonova A.A., Gostishcheva N.D., Kochetkova E.M., Mezhueva A.A. (2020) On the Crystal Chemical Flexibility of the NiAs Structure Type. Crystallogr. Rep., 65(2), 191-196. https://doi.org/10.1134/S1063774520020078Кузьмичева Г.М. (2002) Кристаллохимические закономерности в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Основные кристаллические структуры соединений. М.: МИТХТ, 88 с.Eremin N.N., Eremina T.A. (2018) Inorganic crystal chemistry. Book 1. Moscow, KDU Publ., 394 p. (In Russ.)Партэ Э. (1993) Некоторые главы структурной неорганической химии. (Пер. с англ. А.В. Аракчеевой; под ред. Д.Ю. Пущаровского). М.: Мир, 142 с.Eremin N.N., Eremina T.A., Marchenko E.I. (2020) Structural chemistry and crystal chemistry: electronic edition of network distribution. Moscow, KDU Publ.; Dobrosvet Publ., 494 p. (In Russ.)Пирсон У. (1977) Кристаллохимия и физика металлов и сплавов. Ч. 1. М.: Мир, 420 с.Filatov S.K. (1990) High-temperature crystal chemistry. Leningrad, Nedra Publ., 288 p. (In Russ.)Пятенко Ю.А. (1965) О некоторых аспектах кристаллохимического подхода к выводу формул минералов. Зап. ВМО, 94(6), 655-664.Kuzmicheva G.M. (2002) Crystal chemical patterns in the Periodic Table of Elements D.I. Mendeleev. Basic crystal structures of compounds. Tutorial. Moscow, MITHT, 88 p. (In Russ.)Сережкин В.Н., Пушкин Д.В., Сережкина Л.Б. (2007) О влиянии химической природы атомов на симметрию их позиций в структуре кристаллов. Докл. РАН, 413(1), 60-65. https://doi.org/10.1134/S0012501607030037Kwei G.H., Lawson A.C., Billinge S.J.L., Cheong S.-W. (1993) Structures of the ferroelectric phases of barium titanate. Phys. Chem., 97, 2368-2377.Урусов В.С. (1991) Кристаллохимические условия заселения правильных систем точек. Вестн. МГУ. Сер. Геол., 4, 3-19.Lima-de-Faria J. (2012) The close packing in the classification of minerals. Eur. J. Miner., 24, 163-169.Урусов В.С. (2009) Структурный тип и родственные ему понятия кристаллохимии. Кристаллография, 54(5), 795-804. https://doi.org/10.1134/S106377450905006XLima-de-Faria J., Hellner E., Liebau F., Makovicky E., Parthe E. (1990) Nomenclature of inorganic structure types. Report of the International Union of Crystallography Commission on Crystallographic Nomenclature Subcommittee on the Nomenclature of Inorganic Structure Types. Acta Cryst. Section A. Foundations of Crystallography. 46(1), 1-11. https://doi.org/10.1107/S0108767389008834Урусов В.С. (2010) Естественный отбор минеральных видов. Зап. РМО, 139(1), 89-110. https://doi.org/10.1134/S1075701510080179Marchenko E.I., Oganov A.R., Mazhnik E.A., Eremin N.N. (2022) Stable compounds in the CaO–Al2O3 system at high pressures. Phys. Chem. Minerals, 49, 44. https://doi.org/10.1007/s00269-022-01221-6Филатов С.К. (1990) Высокотемпературная кристаллохимия. Л.: Недра, 288 с.Parthé E. (1993) Some chapters of structural inorganic chemistry. Moscow, Mir Publ., 142 p. (In Russ.)Чичагов А.В., Варламов Д.А., Диланян Р.А., Докина Т.Н., Дрожжина Н.А., Самохвалова О.Л., Ушаковская Т.В. (2001) МИНКРИСТ – кристаллографическая база данных для минералов: локальный и сетевой (WWW) варианты. Кристаллография, 46(5), 950-954.Pauling L. (1929) The Principles Determining the Structure of Complex Ionic Crystals. J. Amer. Chem. Soc., 51, 1010-1026.Шубников А.В. (1922) Основной закон кристаллохимии. Изв. АН. Сер. 6, 16(1-18), 515-524.Pearson W. (1977) Crystal chemistry and physics of metals and alloys. Pt 1. Moscow, Mir Publ., 420 p. (In Russ.)Burke E.A.J. (2006) International Mineralogical Association. Elements, 2, 388.Pearson’s Crystal Data: Crystal Structure Database for Inorganic Compounds. Release 2022/23. (Ed. by P. Villars, K. Cenzual). Materials Park, Ohio, USA: ASM Int.Eremin N.N., Artamonova A.A., Gostishcheva N.D., Kochetkova E.M., Mezhueva A.A. (2020) On the Crystal Chemical Flexibility of the NiAs Structure Type. Crystallogr. Rep., 65(2), 191-196. https://doi.org/10.1134/S1063774520020078Pyatenko Yu.A. (1965) On some aspects of the crystal chemical approach to the derivation of mineral formulas. Zap. VMO, 94(6), 655-664. (In Russ.)Kwei G.H., Lawson A.C., Billinge S.J.L., Cheong S.-W. (1993) Structures of the ferroelectric phases of barium titanate. Phys. Chem., 97, 2368-2377.Serezhkin V.N., Pushkin D.V., Serezhkina L.B. (2007) The effect of the chemical nature of atoms on their site symmetry in the crystal structure. Dokl. RAN, 413(1), 60-65. (In Russ.) https://doi.org/10.1134/S0012501607030037Lima-de-Faria J. (2012) The close packing in the classification of minerals. Eur. J. Miner., 24, 163-169.Shubnikov A.V. (1922) The fundamental law of crystal chemistry. Izv. AN., ser. 6, 16(1-18), 515-524. (In Russ.)Lima-de-Faria J., Hellner E., Liebau F., Makovicky E., Parthe E. (1990) Nomenclature of inorganic structure types. Report of the International Union of Crystallography Commission on Crystallographic Nomenclature Subcommittee on the Nomenclature of Inorganic Structure Types. Acta Cryst. Section A. Foundations of Crystallography. 46(1), 1-11. https://doi.org/10.1107/S0108767389008834Urusov V.S. (1991) Crystal chemical conditions for the population of regular point systems. Vestn. MGU. Ser. Geol., 4, 3-19. (In Russ.)Marchenko E.I., Oganov A.R., Mazhnik E.A., Eremin N.N. (2022) Stable compounds in the CaO–Al2O3 system at high pressures. Phys. Chem. Minerals, 49, 44. https://doi.org/10.1007/s00269-022-01221-6Urusov V.S. (2009) The structural type and related concepts of crystal chemistry. Kristallografiya, 54(5), 795-804. (In Russ.) https://doi.org/10.1134/S106377450905006XPauling L. (1929) The Principles Determining the Structure of Complex Ionic Crystals. J. Amer. Chem. Soc., 51, 1010-1026.Urusov V.S. (2010) Natural selection of mineral species. Geology of Ore Deposits, 52(8), 852-871 (translated from Zap. RMO, 139(1), 89-110).Pearson’s Crystal Data: Crystal Structure Database for Inorganic Compounds. Release 2022/23. (Ed. by P. Villars, K. Cenzual). Materials Park, Ohio, USA: ASM Int.Voroshilov Yu.V., Pavlishin V.I. (2011) Foundations of crystallography and crystal chemistry. X-ray diffraction of crystals. Kyiv, KNT Publ., 568 p. (In Russ.)Zagorac D., Müller H., Ruehl S., Zagorac J., Rehme S. (2019) Recent developments in the Inorganic Crystal Structure Database: theoretical crystal structure data and related features. J. Appl. Cryst., 52, 918-925. https://doi.org/10.1107/S160057671900997XZagorac D., Müller H., Ruehl S., Zagorac J., Rehme S. (2019) Recent developments in the Inorganic Crystal Structure Database: theoretical crystal structure data and related features. J. Appl. Cryst., 52, 918-925. https://doi.org/10.1107/S160057671900997XНawthorne F.C. (2006) Landmark papers. Structure topology. L., Miner. Soc. Great Britain and Ireland, 301 p.Нawthorne F.C. (2006) Landmark papers. Structure topology. L., Miner. Soc. Great Britain and Ireland, 301 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.