Hydrogen bonding in the crystalline state. Structure of talmessite, Ca2 (Mg, Co) (As O4)2.2H2O, and crystal chemistry of related minerals

Résumé En Fr

The crystal structure of a talmessite from Bou-Azzer, Ca₂ (Mg₀,₆₅, Co₀,₃₅) (AsO₄)₂ • 2H₂O, was solved and refined (R = 0.081) in space group P[-1] by 979 reflections measured on an automatic single˗crystal diffractometer (MoKα radiation). The unit˗cell parameters are : a = 5.874 (7), b = 6.943 (11), c = 5.537 (6) Å, α = 97.3 (1), β = 108.7 (1), γ = 108.1 (2)° ; Z = 1. The structure is built up by alternating (110) layers of Ca and Mg coordination polyhedra, and is characterized by two unusually short [2.562 (15) and 2.613 (14) Å] hydrogen bonds donated by the H₂O molecule, which account for the high dehydration temperature (460° C) of this mineral. The triclinic minerals Ca₂Me (XO₄)₂ • 2H₂O (X = P or As), regarded as isostructural, are divided in two subgroups (fairfieldite and messelite ; collinsite, cassidyite, talmessite and β˗roselite) characterized by a closer isostructurality and distinguishable by the cell parameters. Thermal studies were performed on collinsite, fairfieldite and talmessite, showing a dehydration temperature increasing with the strength of hydrogen bonds.

La structure cristalline d'une talmessite cobaltifère de Bou-Azzer, Ca₂ (Mg₀,₆₅, Co₀,₃₅) (AsO₄)₂ • 2H₂O, a été résolue et affinée (R = 0,081) dans le groupe spatial P[-1] par 979 réflexions mesurées à l'aide d'un difïractomètre automatique (radiation MoKα). Les paramètres de la maille sont : a = 5,874 (7), b = 6,943 (11), c = 5,537 (6) Å, α = 97,3 (1), β = 108,7 (1), γ = 108,1 (2)° ; Z = 1. La structure est formée de couches ([-1]10) alternée de polyèdres de coordination de Ca et Mg, et montre deux liaisons hydrogène très courtes [2,562 (15) et 2,613 (14) Å], données par la molécule H₂O, qui expliquent la température de déshydratation élevée (460° C) du minéral. Les minéraux tricliniques Ca₂Me (XO₄)₂ • 2H₂O (X = P ou As), considérés isostructuraux, sont divisés en deux groupes (fairfieldite et messélite ; collinsite, cassidyite, talmessite et β˗rosélite) qui sont caractérisés par une isostructuralité plus étroite et peuvent se distinguer par les paramètres de la maille. Des études thermiques sur collinsite, fairfieldite et talmessite ont montré que la température de déshydratation de ces minéraux augmente avec la force des liaisons hydrogène.