На формирование структур минералов влияют не только энергетические, но и кристаллохимические барьеры – ограничения возможностей выбора позиций структурных единиц в кристаллической решетке, обусловленные особенностями ее фёдоровской группы. Принадлежность структур термодинамически нестабильных минеральных фаз к приоритетным (наиболее вероятным) кристаллохимическим типам способна обеспечить их кинетическую устойчивость. В то же время, кристаллизация структуры редкого типа возможна лишь при условии ее энергетической устойчивости, поскольку редкость фёдоровской группы указывает на низкую «кристаллохимическую целесообразность» соответствующей структуры. Феномен редких фёдоровских групп стабилен, т.к. обусловлен фундаментальными кристаллохимическими причинами. Особенно отчетливо он проявляется при каркасном строении кристаллической решетки: в минеральных фазах наиболее вероятны 24 различных типа трехмерно-периодических каркасных структур. В минералах каркасного строения возможен эффект гиперсимметрии, т.е. стабильность структуры, содержащей химически идентичные, но симметрийно независимые структурные единицы. Проявление этого эффекта следует ожидать в каркасных структурах, соответствующих фёдоровским группам P42m, P4m2, I 42m, I 4m2, P222, C222, F222, I222, P23, F23, I23, P432, P42 32, F432, P422, I422, P42 22, P62 22 или P64 22. В частности, такой структурный эффект свойственен кубической модификации лазурита, структуре которой соответствует фёдоровская группа P23.

Библ. 27.

Ключевые слова: структура минерала, пространственная симметрия, фёдоровская группа, каркасная структура, гиперсимметрия.

Я.О. Шабловский, Гомельский государственный технический университет им. П.О. Сухого, пр. Октября 48, г. Гомель, 246746 Белоруссия; ya.shablowsky@yandex.ru

1. Банару А.М. (2018) Информационная энтропия фёдоровских групп. Уральский геологический журнал (3), 84–88.
2. Болдырев А.К. (1907) Основы геометрического учения о симметрии. Записки минералогического общества, 45, 321–416.
3. Болотина Н.Б. (2006) Изотропный лазурит: кубический монокристалл с несоразмерной пространственной модуляцией структуры. Кристаллография, 51(6), 1034–1042.
4. Войтеховский Ю.Л. (1992) К анализу свойства агрегативности горных пород. Записки Российского минералогического общества, 121(2), 34–40.
5. Войтеховский Ю.Л. (1998) Минеральные полиэдры в структурах горных пород. Записки Российского минералогического общества, 127(1), 17–31.
6. Иванов О.К. (2016) Факторы, определяющие кристаллизацию минералов. Уральский геологический журнал, 4(112), 39–45.
7. Лорд Э.Э., Банару А.М. (2012) Число порождающих элементов пространственной группы кристалла. Вестник Московского университета. Серия 2: Химия,53(2), 81–91.
8. Макагонов Е.П. (2015) Эффективное покрытие пространства координационными сферами – основной принцип строения и конституции минералов. Минералогия, 1(4), 3–18.
9. Николаев А.И., Кривовичев С.В. (2017) Природные минералы и их синтетические аналоги как прототипы функциональных материалов. Вестник Томского государственного университета. Химия, 8, 7–20.
10. Попов В.А. (2018) О современной парадигмe минералогии как отражении законов анатомии кристаллов. Минералогия, 4(2), 62–69.
11. Ракин В.И. (2015) Динамическая кристалломорфология. Минералогия, 1(3), 70–76.
12. Сапожников А.Н., Медведев А.Я., Иванов В.Г., Таусон В.Л., Матвеева Л.Н. (1994) О поведении модулированной структуры прибайкальского лазурита при высокотемпературном обжиге. Записки Российского минералогического общества, 123(2), 82–88.
13. Таусон В.Л., Акимов В.В., Сапожников А.Н., Кузнецов К.Е. (1998) Изучение условий устойчивости и структурно-химических превращений прибайкальского лазурита. Геохимия, 36(8), 803–820.
14. Таусон В.Л., Сапожников А.Н., Шинкарева С.Н., Лустенберг Э.Е. (2009) Природа устойчивости несоразмерной трехмерной структурной модуляции в прибайкальском лазурите. Геохимия, 47(8), 866–881.
15. Урусов В.С., Надежина Т.Н. (2006) «Пустые» и редкие пространственные группы в структурной минералогии. Вестник МГУ, серия 4: Геология (5), 52–60.
16. Урусов В.С. (2014) Правила четности и дисторсии координационных полиэдров в неорганической кристаллохимии. Журнал структурной химии, 55(1), 94–S110.
17. Филатов С.К., Кривовичев С.В., Бубнова Р.С. (2018) Общая кристаллохимия. С.-Петербург, СПбГУ, 277 c.
18. Шабловский Я.О. (2019) Редкие фёдоровские группы в структурной минералогии. Минералогия, 5(2), 3–9.
19. Юшкин Н.П., Шафрановский И.И., Янулов К.П. (1987) Законы симметрии в минералогии. Л., Наука, 336 с.
20. Feng Q., Kanoh H., Ooi K. (1999) Manganese oxide porous crystals. Journal of Materials Chemistry, 9(2), 319–333.
21. Huskic I., Pekov I.V., Krivovichev S.V., Friscic T. (2016) Minerals with metal-organic framework structures. Science Advances, 2(8), e1600621-1–e1600621-7.
22. Krivovichev S.V. (2005) Topology of microporous structures. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. Vol. 57: Micro- and Mesoporous Mineral Phases, 17–68.
23. Krivovichev S.V. (2012) Topological complexity of crystal structures: quantitative approach. Acta Crystallographica, Section A: Foundations of сrystallography, 68(3), 393–398.
24. Shmueli U., Weiss G.H. (1995) Introduction to crystallographic statistics. Oxford, Oxford University Press, 184 p.
25. van Smaalen S. (2012) Incommensurate Crystallography. IUCr Monographs on Crystallography, No. 21. Oxford University Press, 284 р.
26. Yaghi O.M., Kalmutzki M.J., Diercks C.S. (2019) Introduction to reticular chemistry: metal-organic frameworks and covalent organic frameworks. Weinheim, Wiley-VCH, 536 p.
27. Zorky P.M. (1996) Symmetry, pseudosymmetry and hypersymmetry of organic crystals. Journal of Molecular Structure, 374(1–3), 9–28.