Трансформационная серия паракелдышит–келдышит: кристаллохимический механизм перехода, уточнение химической формулы и кристаллической структуры келдышита

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Проведено исследование голотипного образца келдышита и показано, что он состоит из агрегатов частично протонированной Na-дефицитной разновидности паракелдышита (преобладает) и собственно келдышита. Проведена серия лабораторных экспериментов по гидролизу паракелдышита, уточнена кристаллическая структура образующегося при этом келдышита. Предложена уточненная идеализированная формула келдышита (Na□)ZrSi2O6(OH). В результате протонирования атома кислорода в позиции О5 и образования сильных водородных связей (расстояние O5…O5 в келдышите составило 2.458 Å) происходит цепочка шарнирных трансформаций, вызывающих существенное искажение Zr–Si–O-каркаса кристаллической структуры. Подтверждено существование в природе трансформационной серии паракелдышит → келдышит. Механизм образования келдышита описывается схемой Na+ + O2− → □ + (OH)−. Реакция замещения паракелдышита келдышитом, вероятнее всего, происходит по схеме перехода из монокристалла в монокристалл.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Т. Л. Паникоровский

Кольский научный центр РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: t.panikorovskii@ksc.ru
Россия, Апатиты

Г. О. Самбуров

Кольский научный центр РАН

Email: t.panikorovskii@ksc.ru
Россия, Апатиты

А. П. Николаев

Музейно-выставочный центр “Апатит”

Email: t.panikorovskii@ksc.ru
Россия, Кировск

А. В. Базай

Кольский научный центр РАН

Email: t.panikorovskii@ksc.ru
Россия, Апатиты

О. Ф. Гойчук

Кольский научный центр РАН

Email: t.panikorovskii@ksc.ru
Россия, Апатиты

И. В. Пеков

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: t.panikorovskii@ksc.ru
Россия, Москва

С. В. Кривовичев

Кольский научный центр РАН; Санкт-Петербургский государственный университет

Email: t.panikorovskii@ksc.ru
Россия, Апатиты; Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Герасимовский В.И. // Докл. АН СССР. 1962. Т. 142. № 4. С. 916.
  2. Хомяков А.П., Казакова М.Е., Воронков А.А. // Докл. АН СССР. 1969. Т. 189. № 1. С. 166.
  3. Хомяков А.П., Воронков А.А., Казакова М.Е. и др. // Тр. Минерал. музея АН СССР. 1975. Т. 24. С. 120.
  4. Хомяков А.П. Геохимия. Минералогия: Междунар. геол. конгр. XXV сес.: Докл. сов. геологов. Москва, 1976. С. 233.
  5. Хомяков А.П. // Докл. АН СССР. 1977. Т. 237. № 3. С. 703.
  6. Хомяков А.П. // Природа. 2011. № 12. С. 35.
  7. Воронков А.А., Шумяцкая Н.Г., Пятенко Ю.А. // Журн. структур. химии. 1970. Т. 11. № 5. С. 932.
  8. Сизова Р.Г. Воронков А.А., Хомяков А.П. // Структура и свойства кристаллов. Владимир: ВГПИ, 1974. № 2. С. 30.
  9. Халилов А.Д., Хомяков А.П., Махмудов С.А. // Докл. АН СССР. 1978. Т. 238. № 3. С. 573.
  10. Хомяков А.П. Минералогия ультраагпаитовых щелочных пород. М.: Наука, 1990. 200 с.
  11. Хомяков А.П. // Научные основы и практическое использование типоморфизма минералов. М.: Наука, 1980. С. 152.
  12. Хомяков А.П., Юшкин Н.П. // Докл. АН СССР. 1981. Т. 256. № 5. С. 1229.
  13. Хомяков А.П. // Развитие минералогии и геохимии и их связь с учением о полезных ископаемых. М.: Наука, 1983. С. 66.
  14. Юшкин Н.П., Хомяков А.П., Евзикова Н.З. Принцип наследования в минералогенезисе. Сыктывкар: Коми научный центр, 1984. 32 с.
  15. Khomyakov A.P. 30th Int. Geol. Congress. Beijing, 1996. V. 2/3. P. 450.
  16. Челищев Н.Ф., Хомяков А.П., Беренштейн Б.Г. и др. // А.с. 1096794 (СССР). Способ очистки газов от двуокиси серы / ИМГРЭ–ВАМИ. Б.И. 1984. № 21.
  17. Илюшин Г.Д., Демьянец Л.Н. // Кристаллография. 1988. Т. 33. С. 650.
  18. Зубкова Н.В., Пеков И.В., Турчкова А.Г. и др. // Кристаллография. 2007. Т. 52. № 1. С. 68.
  19. Zubkova N.V., Ksenofontov D.A., Chukanov N.V. et al. // Minerals. 2020. V. 10. № 3. P. 243. https://doi.org/10.3390/min10030243
  20. Zubkova N.V., Nikolova R.P., Chukanov N.V. et al. // Minerals. 2019. V. 9. № 7. P. 420. https://doi.org/10.3390/min9070420
  21. Чуканов Н.В., Пеков И.В., Расцветаева Р.К. // Успехи химии. 2004. Т. 73. Вып. 3. С. 227. https://doi.org/10.1070/RC2004v073n03ABEH000825
  22. Chukanov N.V., Pekov I.V. // Rev. Mineral. Geochem. 2005. V 57. P. 105. https://doi.org/10.2138/rmg.2005.57.4
  23. Pekov I.V., Chukanov N.V. // Rev. Mineral. Geochem. 2005. V. 57. P. 145. https://doi.org/10.2138/rmg.2005.57.5
  24. Пеков И.В., Зубкова Н.В., Пущаровский Д.Ю. и др. // Кристаллография. 2007. Т. 52. № 6. С. 1100.
  25. Nikolova R.P., Fujiwara K., Nakayama N., Kostov-Kytin V. // Solid State Sci. 2009. V. 11. № 2. P. 382. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2008.07.003
  26. Kabanova N.A., Panikorovskii T.L., Shiloskikh V.V. et al. // Crystals. 2020. V. 10. № 11. P. 1016. https://doi.org/10.3390/cryst10111016
  27. Agilent Technologies CrysAlis CCD and CrysAlis RED. Oxford Diffr. Ltd, Yarnton, Oxfordsh. 2014.
  28. Sheldrick G.M. // Acta Cryst. C. 2015. V. 71. P. 3. https://doi.org/10.1107/S2053229614024218
  29. Brese N.E., O'Keeffe M. // Acta Cryst. B. 1991. V. 47. P. 192. https://doi.org/10.1107/S0108768190011041
  30. Dolivo-Dobrovolsky D.D. MINAL. http://www.dimadd.ru. Accessed 15 May 2016.
  31. McCusker L.B., Liebau F., Engelhardt G. // Micropor. Mesopor. Mater. 2003. V. 58. P. 3.
  32. Jeffrey G.A. An Introduction to Hydrogen Bonding, Oxford: Oxford University Press, 1997.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Образец № 9518: паракелдышит (1) и снежно-белая псевдоморфоза келдышита (2) по нему в ассоциации с эгирином (3), эвдиалитом (4), нефелином (5) и мурманитом (6). Рудник Умбозеро, г. Аллуайв, Ловозеро.

Скачать (491KB)
Метаданные
3. Рис. 2. РЭМ-изображения образцов МВЦ № 465 (а, б, г) и № 9518 (в), полученные в режиме детектирования обратно рассеянных электронов: паракелдышит (1), келдышит (2), фаза М-34 (3), катаплеит (4), гидроксинатропирохлор (5).

Скачать (960KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Рентгенофазовый анализ исходного паракелдышита (1) и фаз после обработки в течение семи дней раствором кислоты при 20 (2) и 70°С (3). Показаны расчетная дифрактограмма фазы М-34 (4), экспериментальные дифрактограммы келдышита (01-072-1944) (5) и паракелдышита (00-029-1293) (6).

Скачать (168KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Проекции кристаллических структур на плоскость (100) исходного паракелдышита № 9518 (а), паракелдышита МВЦ № 465 (б), келдышита, полученного в ходе гидролиза образца № 9518 (в), и келдышита (г), описанного в [9].

Скачать (626KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Проекции цирконосиликатного каркаса паракелдышита МВЦ № 465 на плоскости (100) (а) и (010) (б); аналогичные проекции келдышита, полученного в ходе гидролиза образца № 9518 (в, г).

Скачать (631KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Длины связей в координационных полиэдрах Zr, Na1 и Na2 (а–в) в структурах паракелдышита МВЦ № 465 и келдышита, полученного в ходе гидролиза образца № 9518 (г–е).

Скачать (344KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Фрагменты кристаллических структур паракелдышита МВЦ № 465 (а) и келдышита, полученного в ходе гидролиза образца № 9518 (б). Стрелками показано образование водородной связи между атомами O5…O5.

Скачать (223KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025