2023

High-Pressure Experimental and DFT Structural Studies of Aurichalcite Mineral

Santamaría-Pérez, D., Chuliá-Jordán, R., Otero-de-la-Roza, A., Oliva, R., & Popescu, C. (2023). High-Pressure Experimental and DFT Structural Studies of Aurichalcite Mineral. In Minerals (Vol. 13, Issue 5). https://doi.org/10.3390/min13050619

Abstract

We report on high-pressure angle-dispersive synchrotron X-ray diffraction data of a natural Zn3.78(2)Cu1.22(2)(CO3)2(OH)6 aurichalcite mineral up to 7.6 GPa and ab initio total energy calculations of the aurichalcite structure with three different Zn-Cu stoichiometries (Zn:Cu ratios = 10:0, 8:2 and 6:4). A monoclinic-to-triclinic displacive second-order phase transition was found experimentally at 3 GPa. The experimental bulk modulus of the initial P21/m aurichalcite is B0 = 66(2) GPa, with a first-pressure derivative of B0′ = 9(2). A comparison with other basic copper and zinc carbonates shows that this B0 value is considerably larger than those of malachite and azurite. This relative incompressibility occurs despite the fact that aurichalcite features a layered structure due to the number of directed hydrogen bonds between carbonate groups and the cation-centered oxygen polyhedra forming complex sheets. The existence of different bond types and polyhedral compressibilities entails a certain anisotropic compression, with axial compressibilities κa0 = 3.79(5)·10−3 GPa−1κb0 = 5.44(9)·10−3 GPa−1 and κc0 = 4.61(9)·10−3 GPa−1. Additional density-functional theory calculations on the C2/m hydrozincite-type structure with different Zn:Cu compositional ratios shows that the aurichalcite structure is energetically more stable than the hydrozincite one for compositions of Zn:Cu = 10:0, 8:2 and 6:4 at room pressure. The pure Zn aurichalcite phase, however, was predicted to transform into hydrozincite at 18 GPa, which suggests that the experimentally observed hydrozincite structure is a metastable phase.
 

Política de privacitat

De conformitat amb la Llei Orgànica 3/2018, de 5 de desembre, de Protecció de Dades Personals i Garantia de Drets Digitals (LOPDGDD), el Reglament General de Protecció de Dades (RGPD) i la legislació relacionada, GEO3BCN-CSIC es compromet a complir amb l'obligació de secret respecte a les dades personals i el deure de tractar-les confidencialment després de realitzar les corresponents anàlisis de risc, en particular, de conformitat amb la disposició addicional primera de la LOPDGDD, les mesures de seguretat corresponents a les previstes en el Règim Nacional de Seguretat, necessàries per evitar la seva alteració, pèrdua, tractament o accés no autoritzat.

Els usuaris podran exercitar en qualsevol moment els seus drets d'accés, rectificació, cancel·lació, oposició, limitació o portabilitat dirigint-se per escrit a la Secretaria General del CSIC a C/Serrano 117, 28006 MADRID (Espanya), aportant fotocòpia del seu Document Nacional d'Identitat (DNI) o a través del Registre Electrònic del CSIC, situat a la seva Seu Electrònica, per al qual hauran de disposar d'un certificat electrònic reconegut. És possible contactar amb el Delegat de Protecció de Dades del CSIC a través d'aquest correu electrònic: delegadoprotecciondatos thecsic.es

GEO3BCN-CSIC es reserva el dret a modificar la present Política de Privacitat amb la finalitat d'adaptar-la a les últimes legislacions, jurisprudencials o interpretacions efectuades per l'Agència Espanyola de Protecció de Dades. En aquest cas, el CSIC anunciarà aquests canvis, indicant clarament amb antelació les modificacions efectuades, i sol·licitant, si es considera necessari, la seva acceptació.

No
Acceptar

Este sitio web utiliza cookies para que usted tenga la mejor experiencia de usuario. Si continúa navegando está dando su consentimiento para la aceptación de las mencionadas cookies y la aceptación de nuestra política de cookies, pinche el enlace para mayor información.

ACEPTAR
Aviso de cookies
Desplaça cap amunt