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];α = 96.2(1),β = 89.6(1),γ = 97.7(1) [°]; Z = 1; space group$P\bar 1 - C_i^1$) 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.

Zusammenfassung

Die Kristallstrukturbestimmung des Minerals Nealit, Pb₄Fe(AsO₃)₂Cl₄ . 2H₂O, a = 6.548(4), b = 10.243(8), c = 5.587(3) [Å];α = 96.2(1),β = 89.6(1),γ = 97.7(1) [°]; Z = 1; Raumgruppe$P\bar 1 - C_i^1$) 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.