Кристаллография, 2020, T. 65, № 6, стр. 877-885

Прецизионное уточнение атомной структуры минерала натролита с локализацией молекул воды

А. П. Дудка 1*, З. В. Бедрань 2, М. А. Белянчиков 2, Б. П. Горшунов 2

1 Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН
Москва, Россия

2 Московский физико-технический институт
Долгопрудный, Россия

* E-mail: dudka@crys.ras.ru

Поступила в редакцию 15.04.2020
После доработки 22.05.2020
Принята к публикации 28.05.2020

Аннотация

Кристаллы, содержащие молекулы воды на расстояниях, исключающих их химическое взаимодействие, являются модельными системами для исследования так называемого “водяного сегнетоэлектричества” – явления упорядочения полярных молекул воды, взаимодействующих посредством электродипольной связи. Методом рентгеноструктурного анализа при 93 K исследован кристалл натролита Na2(Al2Si3O10)(H2O)2, содержащий молекулы воды, локализованные в ячейках (изолированных полостях), образованных ионами каркаса (пр. гр. Fdd2, Z = 8, a = 18.24822(6), b = 18.59561(8), c = 6.57868(4) Å, R1(|F|)/wR2(|F|) = 1.149/1.294%, Δρmin/Δρmax = –0.19/0.17 э/Å3 для 11145 независимых рефлексов). Параметры атомов водорода уточнены в анизотропном приближении атомных смещений, что позволило определить ориентацию молекул воды. Изученный минерал является модельным объектом для изучения водяного сегнетоэлектричества спектроскопическими методами.

DOI: 10.31857/S0023476120060132

Список литературы

  1. Gorshunov B.P., Torgashev V.I., Zhukova E.S. et al. // Nature Commun. 2016. V. 7. P. 12842.

  2. Müller P., Herbst-Irmer R., Spek A.L. et al. Hydrogen atoms, in Crystal Structure Refinement: A Crystallographer’s Guide to SHELXL / Ed. Müller P. (International Union of Crystallography Texts on Crystallography) New York: Oxford University Press, 2006. № 8. Ch. 3.

  3. Hoser A.A., Paulina M., Dominiak P.M., Wozniak K. // Acta Cryst. A. 2009. V. 65. P. 300.

  4. Madsen A.O. // J. Appl. Cryst. 2006. V. 39. P. 757.

  5. Munshi P., Madsen A.O., Spackman M.A. et al. // Acta Cryst. A. 2008. V. 64. P. 465.

  6. Schomaker V., Trueblood K.N. // Acta Cryst. B. 1968. V. 24. P. 63.

  7. Hirshfeld F.L. // Acta Cryst. A. 1976. V. 32. P. 239.

  8. Дудка А.П. // Кристаллография. 2002. Т. 47. № 1. С. 156.

  9. Дудка А.П., Белянчиков М.А., Томас В.Г. и др. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтр. исслед. 2020. Т. 63. № 7. С. 1.

  10. Coombs D.S., Alberti A., Armbruster T. et al. // Can. Mineral. 1997. V. 35. P. 1571.

  11. Artioli G., Galli E. // Am. Mineral. 1999. V. 84. P. 1445.

  12. Evans H.T., Konnert J.A., Ross M. // Am. Mineral. 2000. V. 85. P. 1808.

  13. Lee Y., Hriljac J.A., Parise J.B., Vogt T. // Am. Mineral. 2006. V. 91. P. 247.

  14. Chao G.Y. // Can. Mineral. 1980. V. 18. P. 85.

  15. Chen T.T., Chao G.Y. // Can. Mineral. 1980. V. 18. P. 77.

  16. Хомяков А.П., Черепивская Г.Е., Михеева М.Г. // Докл. АН СССР. 1986. Т. 288. № 1. С. 214.

  17. Pechar F. // Cryst. Res. Technol. 1988. V. 23. № 5. P. 647.

  18. Pechar F., Schafer W., Will G. // Z. Kristallogr. 1983. B. 164. S. 19.

  19. Lee Y., Hriljac J.A., Parise J.B., Vogt T. // Am. Mineral. 2005. V. 90. P. 252.

  20. Seryotkin Yu.V., Bakakin V.V. // Eur. J. Mineral. 2007. V. 19. P. 593.

  21. Lee Y., Vogt T., Hriljac J.A. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2002. V. 124. P. 5466.

  22. Lee Y., Martin C.D., Parise J.B. et al. // Nano Lett. 2004. V. 4. № 4. P. 619.

  23. Михеева М.Г., Пущаровский Д.Ю., Хомяков А.П., Ямнова H.A. // Кристаллография. 1986. Т. 31. № 3. С. 434.

  24. Lee Y., Hriljac J.A., Vogt T. // Am. Mineral. 2005. V. 90. P. 247.

  25. Taylor W.H., Meek C.A., Jackson W.W. // Z. Kristallogr. 1933. B. 84. S. 373.

  26. Meier W.M. // Z. Kristallogr. 1960. B. 113. S. 430.

  27. Ghermani N.E., Lecomte C., Dysausoy Y. // Phys. Rev. B. 1996. V. 53. P. 5231.

  28. Baur W.H., Kassner D., Kim C.-H., Sieber N.H. // Eur. J. Mineral. 1990. V. 2. P. 761.

  29. Capitelli F., Derebe M.G. // J. Chem. Crystallogr. 2007. V. 37. P. 583.

  30. Seryotkin Yu.V., Likhacheva A.Yu., Rashchenko S.V. // J. Struct. Chem. 2016. V. 57. № 7. P. 1377.

  31. Wang H.-W., Bish D.L. // Eur. J. Mineral. 2010. V. 22. P. 271.

  32. Artioli G., Smith J.V., Kvick A. // Acta Cryst. C. 1984. V. 40. P. 1658.

  33. Дудка А.П., Верин И.А., Смирнова Е.С. // Кристаллография. 2016. Т. 61. № 4. С. 663.

  34. Rigaku Oxford Diffraction, CrysAlisPro Software System, version 1.171.40.64, Rigaku Corporation, Oxford, UK, 2019.

  35. Dudka A. // J. Appl. Cryst. 2010. V. 43. № 6. P. 1440.

  36. Дудка А.П. // Кристаллография. 2015. Т. 60. № 4. С. 659.

  37. Дудка А.П. // Кристаллография. 2005. Т. 50. № 6. С. 1148.

  38. Дудка А.П., Рабаданов М.Х., Лошманов А.А. // Кристаллография. 1989. Т. 34. Вып. 4. С. 818.

  39. Sanchez-Valle C., Sinogeikin S.V., Lethbridge Z.A.D. et al. // J. Appl. Phys. 2005. V. 98. P. 053508.

  40. Дудка А.П. // Кристаллография. 2018. Т. 63. № 6. С. 1001.

  41. Dudka A. // J. Appl. Cryst. 2010. V. 43. P. 27.

  42. Dudka A. // J. Appl. Cryst. 2007. V. 40. P. 602.

  43. Petricek V., Dusek M., Palatinus L. // Z. Kristallogr. 2014. B. 229 (5). S. 345.

  44. Brandenburg K. Diamond. Ver. 3.1. Crystal Impact GbR, Bonn, Germany. 1999.

  45. Momma K., Izumi F. // J. Appl. Cryst. 2011. V. 44. P. 1272.

  46. Дудка А.П., Милль Б.В. // Кристаллография. 2014. Т. 59. № 5. С. 759.

  47. Neuhoff P.S., Kroeker S., Du L.-S. et al. // Am. Mineral. 2002. V. 87. P. 1307.

  48. Woinska M., Grabowsky S., Dominiak P.M. // Sci. Adv. 2016. V. 2. P. e1600192.

  49. Hansen N.K., Coppens P. // Acta Cryst. A. 1978. V. 34. P. 909.

  50. Capelli S.C., Bürgi H.-B., Dittrich B. et al. // IUCr J. 2014. V. 1. P. 361.

  51. Hamilton W. // Acta Cryst. 1965. V. 18. P. 502.

  52. Allen F.H., Bruno I.J. // Acta Cryst. B. 2010. V. 66. P. 380.

Дополнительные материалы отсутствуют.