A multi-analytical approach using electron microprobe analysis, X-ray structural refinement, and optical absorption spectroscopy was applied to characterize short-range and long-range structures of synthetic spinel single crystals along the MgAl 2 O 4 -CuAl 2 O 4 solid-solution series. Site populations, derived from the results of site-scattering refinement and stereochemical analysis, show that the tetrahedrally coordinated site (T) is mainly populated by Mg and Cu 2+ , while the octahedrally coordinated site (M) is dominated by Al. Crystals also show a significant degree of inversion, i.e., occurrence of Al at T counterbalanced by occurrence of divalent cations at M, which increases slightly from 0.24 to 0.29 for the highest Cu 2+ contents. Short-range information derived from optical spectra suggests that the local TCu 2+ -O distances remain constant at increasing Cu 2+ content, whereas local MCu 2+ -O distances are ca. 0.02 Å shorter in Cu-poor MgAl 2 O 4 spinels as compared to MCu 2+ -O distances in end-member CuAl 2 O 4 . The observed splitting of an absorption band, at ca. 7000 cm -1 , caused by electron transitions in TCu 2+ as well as the anomalous broadness of an absorption band, at ca. 13 500 cm -1 , caused by electron transitions in MCu 2+ indicates the occurrence of local Jahn-Teller distortions at T and M. Long-range information, however, shows no violation of Fd3m symmetry. From refinements of our single-crystal XRD data we could for the first time derive for a cubic spinel phase a MCu 2+ -O distance of 2.080 Å and a TCu 2+ -O of 1.960 Å. The very limited variations in the unit-cell parameter a from 8.079 to 8.087 Å are mainly related to the disordering of Al. Because of the very similar size of Cu 2+ and Mg at the T and M sites, the spinel structure responds to the Cu 2+ → Mg substitution by increasing cation disordering in such a manner that mean M-O distances remain constant and the mean T-O distances decrease slightly. This results in increasing length of shared octahedral edges and thereby increase of the octahedral cation-cation repulsion. In line with other studies, the importance of steric factors for controlling the cation distributions in the spinel structure is demonstrated to be valid also in the MgAl 2 O 4 -CuAl 2 O 4 solid-solution series.
Inhalt
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertCation ordering over short-range and long-range scales in the MgAl2O4-CuAl2O4 seriesLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertBlue spinel crystals in the MgAl2O4-CoAl2O4 series: Part I. Flux growth and chemical characterizationLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertBlue spinel crystals in the MgAl2O4-CoAl2O4 series: Part II. Cation ordering over short-range and long-range scalesLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertCO2 solubility in primitive martian basalts similar to Yamato 980459, the effect of composition on CO2 solubility of basalts, and the evolution of the martian atmosphereLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertNew structural features of the high-pressure synthetic sheet-disilicate Phase-X, K(2–x)Mg2Si2O7HxLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertCrystal structure refinements of borate dimorphs inderite and kurnakovite using 11B and 25Mg nuclear magnetic resonance and DFT calculationsLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertHydrogen-bond system and dehydration behavior of the natural zeolite parthéiteLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertIn situ dehydration behavior of zeolite-like cavansite: A single-crystal X-ray studyLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertLREE-redistribution among fluorapatite, monazite, and allanite at high pressures and temperaturesLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertA single-crystal neutron diffraction study of hambergite, Be2BO3(OH,F)Lizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertAnalyzing water contents in unexposed glass inclusions in quartz crystalsLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertThe atomic structure of deuterated boyleite ZnSO4·4D2O, ilesite MnSO4·4D2O, and bianchite ZnSO4·6D2OLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertSynthesis and crystal chemistry of Fe3+-bearing (Mg,Fe3+)(Si,Fe3+)O3 perovskiteLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertMixed-layered structure formation during trans-vacant Al-rich illite partial dehydroxylationLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertStructural regularities in 2M1 dioctahedral micas: The structure modeling approachLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertIncorporation of Fe and Al in MgSiO3 perovskite: An investigation by 27Al and 29Si NMR spectroscopyLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertIn situ high-temperature Raman and FTIR spectroscopy of the phase transformation of lizarditeLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertPacking systematics and structural relationships of the new copper molybdate markascherite and related mineralsLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertOn the origin of sellaite (MgF2)-rich deposits in Mg-poor environmentsLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertEdgrewite Ca9(SiO4)4F2-hydroxyledgrewite Ca9(SiO4)4(OH)2, a new series of calcium humite-group minerals from altered xenoliths in the ignimbrite of Upper Chegem caldera, Northern Caucasus, Kabardino-Balkaria, RussiaLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertWhelanite, Cu2Ca6[Si6O17(OH)](CO3)(OH)3(H2O)2, an (old) new mineral from the Bawana mine, Milford, UtahLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziert2M1-phlogopite from Black Hills (South Australia): The first case of configurational polytype in micasLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertOxy-chromium-dravite, NaCr3(Cr4Mg2)(Si6O18)(BO3)3(OH)3O, a new mineral species of the tourmaline supergroupLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertFirst-principles study of self-diffusion and viscous flow in diopside (CaMgSi2O6) liquidLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertBrowneite, MnS, a new sphalerite-group mineral from the Zakłodzie meteoriteLizenziert2. April 2015
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Erfordert eine Authentifizierung Nicht lizenziertMineralogical variation of silica induced by Al and Na in hydrothermal solutionsLizenziert2. April 2015