铜铝氟硅酸盐CuAl2F2(Si2O7)的发现及其与托帕石的关系

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"A New Cu, Al Fluoride Disilicate CuAl2F2(Si2O7) and its Relations to Topaz" 这篇学术论文详细介绍了关于一种新型铜铝氟硅酸盐CuAl2F2(Si2O7)的发现及其与托帕石(Topaz)的关系。该化合物是通过水热合成方法制备的,并且其晶体结构通过单晶X射线衍射技术进行了确定。研究显示,CuAl2F2(Si2O7)属于空间群Pnma,其晶格参数为a = 8.8697(9) Å, b = 14.084(2) Å, c = 4.7553(5) Å,wR2 = 0.056,R = 0.022。 在晶体结构中,铜离子Cu2+呈现出拉长的四面体配位,形成一个独特的结构。铝氧氟八面体[AlO4F2]共享棱边和顶点,其中氟原子处于反平行位置,这些八面体排列成平行于ac平面的层状结构。沿着b轴,这些层通过Si2O7团簇相互连接,构建出三维骨架[Al2F2(Si2O7)]2±。此外,[CuO5]五面体将相邻层中的两个Al八面体联系起来,增加了结构的稳定性。 论文中讨论了CuAl2F2(Si2O7)的晶体结构作为托帕石结构的衍生形式,这表明两者之间存在一定的结构相似性。托帕石是一种常见的宝石,其化学式为Al2SiO4(F,OH)2,含有铝、硅、氧以及氟或羟基。然而,新发现的CuAl2F2(Si2O7)引入了铜离子,这在托帕石类矿物中并不常见,为材料科学和矿物学提供了新的研究方向。 作者Olga V. Yakubovich、Ludmilla N. Dem'yanetz和Werner Massa分别来自俄罗斯莫斯科的洛蒙诺索夫国立大学地质系和晶体学研究所,以及德国马堡大学的化学系和科学材料研究中心。此研究对理解含铜矿物的结构特点和性质,以及它们与已知矿物之间的关系具有重要意义,同时也为合成新型功能性材料提供了理论基础。 论文的接收日期为2000年1月4日,献给了Ulrich Müller教授的60岁生日,展示了科研工作者对学术贡献的尊重和纪念。这篇论文揭示了新型铜铝氟硅酸盐的独特结构和其与著名宝石矿物托帕石的关联,对矿物理化性质的研究以及新材料的设计具有深远的科学价值。