High-Pressure Experimental and DFT Structural Studies of Aurichalcite Mineral
Notice bibliographique
Résumé
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−1, κb0 = 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.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».