Октаэдрические и тетраэдрические мотивы в структурной минералогии – ответ природы пятому правилу Л. Полинга

   Объект исследования. Структуры ряда минералов с заполненными октаэдрическими, тетраэдрическими и тригональными пустотами в анионных упаковках.

   Цель. Анализ корреляции правила парсимонии Л. Полинга с минералогическим разнообразием.

   Общие положения. На примере взаимосвязи кристаллических структур оливина, норбергита, хондродита, гумита, клиногумита, СdI₂, Mg(OH)₂, рутила, брукита, анатаза, шпинели, диаспора, гетита, гроутита, стениерита, рамсделлита, VO₂, голландита, тодорокита, романешита, корунда, карелианита, эсколаита, гематита, тетрадимита, ильменита, кальцита, магнезита, сидерита, родохрозита, доломита, кутнагорита, анкерита, топаза, вюрцита, сфалерита, халькопирита, станнина, германита, энаргита, сульванита, пентландита, глёта (литаргита), LiOH, куприта, куперита, халькозина, BCl₃, Na₃As, ковеллина и домейкита продемонстрировано многообразие возможных топологических конструкций кристаллических структур с наличием в плотноупакованном мотиве анионов разнообразных пустот, которые могут заниматься катионами меньшего размера. Проанализированы октаэдрические мотивы различной стехиометрии отношения ионов, образующих упаковку, к заполненным пустотам, тетраэдрические мотивы с заполнением слоев одной четности и разных четностей, анионоцентрированные тетраэдрические мотивы, тригональные мотивы.

   Выводы. Дано объяснение кажущегося противоречия наблюдаемого топологического разнообразия мотивов и правила парсимонии Л. Полинга.

1. Белов Н.В. (1947) Структура ионных кристаллов и металлических фаз. М.: Изд-во АН СССР, 237 с.

2. Белов Н.В. (1976) Очерки по структурной минералогии. М.: Недра, 344 с.

3. Борисов C.B., Подберезская Н.В. (1984) Стабильные катионные каркасы в структурах фторидов и оксидов. Новосибирск: Наука, 65 с.

4. Еремин Н.Н., Гурбанова О.А., Подображных А.Д., Ионидис Н.А., Шванская Л.В., Еремина Т.А. (2024) Важнейшие структурные типы в неорганической химии и минералогии: новые данные. Литосфера, 24(2), 214-225. doi: 10.24930/1681-9004-2024-24-2-214-225

5. Еремин Н.Н., Еремина Т.А. (2018) Неорганическая кристаллохимия. Кн. 1. М.: КДУ, 394 с.

6. Еремин Н.Н., Еремина Т.А., Марченко Е.И. (2020) Структурная химия и кристаллохимия : электронное издание сетевого распространения. М.: КДУ, Добросвет, 494 с.

7. Кривовичев С.В., Филатов С.К. (2001) Кристаллохимия минералов и неорганических соединений с комплексами анионоцентрированных тетраэдров. СПб.: СПбГУ, 200 с.

8. Урусов В.С., Еремин Н.Н. (2010) Кристаллохимия. Краткий курс. М.: Изд-во МГУ, 256 с.

9. Урусов В.С. (2013) Симметрия-диссимметрия в эволюции мира: от рождения вселенной до развития жизни на Земле. М.: Либроком, 226 с.

10. Уэллс А. (1987) Структурная неорганическая химия. Т. 1. М.: Мир, 408 с.

11. Abe H., Satoh A., Nishida K. et al. (2006) Electrochemical immobilization of Cs in single-crystalline Synroc. J. Solid State Chem., 179, 1521-1524. doi: 10.1016/j.jssc.2006.02.005

12. Iskrina A.V., Bobrov A.V., Spivak A.V. (2022) Post-spinel phases in the Earth’s mantle. Geochem. Int., 60, 311-324. doi: 10.1134/S0016702922040024

13. Нawthorne F.C. (2006) Landmark papers: Structure topology. Mineralogical society of Great Britain and Ireland, 301 p.

14. Lima-de-Faria J. (2012) The close packing in the classification of minerals. Eur. J. Miner., 24, 163-169. doi: 10.1127/0935-1221/2011/0023-2159

15. Ma J., Fang Z., Yang X. et al. (2021) Investigating hollandite–perovskite composite ceramics as a potential waste form for immobilization of radioactive cesium and strontium. J. Mater. Sci., 56, 9644-9654. doi: 10.1007/s10853-021-05886-2

16. Pauling L. (1929) The principles determining the structure of complex ionic crystals. J. Amer. Chem. Soc., 51(4), 1010-1026.

17. Pierce J.W., Goodenough J.B. (1972) Structure of orthorhombic V_0.95 Cr_0.05O₂. Phys. Rev., B5, 4104-4111.

18. Tamada O., Yamamoto N. (1986) The crystal structure of a new manganese dioxide (Rb_0.27 MnO₂) with a giant tunnel. Mineral. J., 13(3), 130-140. doi: 10.2465/minerj.13.130