Alunogen: Its structure and twinning

Summary

The crystal structure of alunogen, space group$P\bar 1$,a=7.425(2),b=26.975(2),c=6.0608(5) Å, α=90.03(1), β=97.66(2), γ=91.94(1)°, was determined by means of photographic X-ray data collected from a twinned crystal. The structure was solved by direct methods and refined by least-squares to anR index of 0.064. The dominant structural feature is the three-dimensional hydrogen bonding system which connects the discrete Al(H₂O)₆ octahedra with the SO₄ tetrahedra (two and three respectively in the asymmetric unit). As to the water molecules, twelve behave as ligands coordinated to the Al atoms; four lie in a channel running parallel to thec axis; a fifth one with partial occupancy also lies in the channel and forms still weaker bonds. The crystal chemical formula of the investigated sample is therefore [Al(H₂O)₆]₂(SO₄)₃·4.4H₂O. An explanation of twinning, with (010) as the twin plane, is given.

Zusammenfassung

Die Kristallstruktur von Alunogen, Raumgruppe$P\bar 1$,a=7,425(2),b=26,975(2),c=6,0608(5) Å, α=90,03(1), β=97,66(2), γ=91,94(1)°, wurde aus den photographisch gesammelten Röntgendaten eines verzwillingten Kristalls bestimmt. Die Struktur wurde mit direkten Methoden aufgeklärt und mit der Methode der kleinsten Quadrate aufR=0,064 verfeinert. Das Hauptmerkmal der Struktur ist ein dreidimensionales Gerüst von Wasserstoffbrücken, das pro asymmetrische Einheit zwei Al(H₂O)₆-Oktaeder mit drei SO₄-Tetraedern verknüpft. Von den Wassermolekülen sind zwölf als Liganden an die Al-Atome koordiniert, vier liegen in einem parallel zurc-Achse verlaufenden Kanal und ein weiteres liegt ebenfalls in diesem Kanal, aber mit nur partieller besetzung und mit noch schwächeren Bindungen. Die kristallchemische Formel der untersuchten Probe lautet folglich [Al(H₂O)₆]₂ (SO₄)₃·4,4H₂O. Eine Erklärung der Verzwillingung, bei der (010) Zwillingsebene ist, wird gegeben.