Atomic properties and chemical bonding in the pyrite and marcasite polymorphs of FeS2: A combined experimental and theoretical electron density study

Chemical Science

Volumn 5, Issue 4, 2014, Pages 1408-1421

  Schmøkel, Mette S ^a   Bjerg, Lasse ^a   Cenedese, Simone ^b,d   Jørgensen, Mads R V ^a   Chen, Yu Sheng ^c   Overgaard, Jacob ^a   Iversen, Bo B ^a  

^a AARHUS UNIVERSITY   (Denmark)

^b UNIVERSITY OF TOLEDO   (United States)

^c ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^d UNIVERSITY OF MILAN   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHARGE-DENSITY ANALYSIS; DENSITY DISTRIBUTIONS; NEGATIVE ENERGY DENSITY; PERIODIC CALCULATIONS; PHOTOVOLTAIC MATERIALS; POLYMORPHIC COMPOUNDS; PROJECTED DENSITY OF STATE; SYNCHROTRON X RAY DIFFRACTION;

CHEMICAL BONDS; PYRITES; QUANTUM CHEMISTRY; SULFIDE MINERALS; X RAY DIFFRACTION;

ATOMS;

EID: 84897731016     PISSN: 20416520     EISSN: 20416539     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3sc52977k     Document Type: Article

References (106)

1. W. L. Bragg Proc. R. Soc. London, Ser. A 1914 89 468 489
2. W. A. Hendrickson Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 2013 69 51 59
3. R. S. Sun M. K. Y. Chan G. Ceder Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2011 83 235311
4. A. Ennaoui S. Fiechter C. Pettenkofer N. Alonsovante K. Buker M. Bronold C. Hopfner H. Tributsch Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1993 29 289 370
5. H. Tributsch S. Fiechter D. Jokisch J. Rojas-Chapana K. Ellmer Origins Life Evol. Biospheres 2003 33 129 162
6. V. Eyert K. H. Hock S. Fiechter H. Tributsch Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1998 57 6350 6359
7. C. Wadia Y. Wu S. Gul S. K. Volkman J. H. Guo A. P. Alivisatos Chem. Mater. 2009 21 2568 2570
8. Y. C. Wang D. Y. Wang Y. T. Jiang H. A. Chen C. C. Chen K. C. Ho H. L. Chou C. W. Chen Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 6694 6698
9. J. Puthussery S. Seefeld N. Berry M. Gibbs M. Law J. Am. Chem. Soc. 2011 133 716 719
10. F. Hulliger E. Mooser J. Phys. Chem. Solids 1965 26 429 433
11. E. H. Nickel Chem. Geol. 1970 5 233 241
12. E. H. Nickel Can. Mineral. 1968 9 311 321
13. G. Brostigen A. Kjekshus Acta Chem. Scand. 1970 24 2993 3012
14. G. Brostigen A. Kjekshus Acta Chem. Scand. 1970 24 2983 2992
15. G. Brostigen A. Kjekshus Acta Chem. Scand. 1969 23 2186 2188
16. A. Kjekshus D. G. Nicholson Acta Chem. Scand. 1971 25 866 876
17. J. A. Tossell D. J. Vaughan J. K. Burdett Phys. Chem. Miner. 1981 7 177 184
18. D. J. Vaughan and J. R. Craig, Mineral chemistry of metal sulfides, Cambridge University Press, Cambridge Eng., New York, 1978
19. J. B. Goodenough J. Solid State Chem. 1972 5 144 152
20. G. Brostigen A. Kjekshus Acta Chem. Scand. 1970 24 1925 1940
21. G. Brostigen A. Kjekshus Acta Chem. Scand. 1970 24 1925 1940
22. B. Hyde M. O'Keeffe Aust. J. Chem. 1996 49 867 872
23. N. E. Brese H. G. Von Schnering Z. Anorg. Allg. Chem. 1994 620 393 404
24. G. V. Gibbs D. F. Cox K. M. Rosso N. L. Ross R. T. Downs M. A. Spackman J. Phys. Chem. B 2007 111 1923 1931
25. G. V. Gibbs R. T. Downs D. F. Cox N. L. Ross C. T. Prewitt K. M. Rosso T. Lippmann A. Kirfel Z. Kristallogr. 2008 223 1 40
26. E. D. Stevens M. L. Delucia P. Coppens Inorg. Chem. 1980 19 813 820
27. M. S. Schmøkel J. Overgaard B. B. Iversen Z. Anorg. Allg. Chem. 2013 639 1922 1932
28. P. Coppens, X-ray charge densities and chemical bonding, International Union of Crystallography; Oxford University Press, Chester, England, Oxford, New York, 1997
29. M. S. Schmøkel S. Cenedese J. Overgaard M. R. V. Jorgensen Y. S. Chen C. Gatti D. Stalke B. B. Iversen Inorg. Chem. 2012 51 8607 8616
30. M. S. Schmøkel L. Bjerg J. Overgaard F. K. Larsen G. K. H. Madsen K. Sugimoto M. Takata B. B. Iversen Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 1503 1506
31. M. S. Schmokel L. Bjerg F. K. Larsen J. Overgaard S. Cenedese M. Christensen G. K. H. Madsen C. Gatti E. Nishibori K. Sugimoto M. Takata B. B. Iversen Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 2013 69 570 582
32. R. F. W. Bader, Atoms in molecules: a quantum theory, Clarendon Press, Oxford, New York, 1990
33. M. Birkholz J. Phys.: Condens. Matter 1992 4 6227 6240
34. G. U. Kulkarni P. Kumaradhas C. N. R. Rao Chem. Mater. 1998 10 3498 3505
35. R. S. Gopalan G. U. Kulkarni C. N. R. Rao ChemPhysChem 2000 1 127 135
36. J. Overgaard D. E. Hibbs Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 2004 60 480 487
37. P. Munshi T. N. G. Row Cryst. Growth Des. 2006 6 708 718
38. M. Schmidtmann L. J. Farrugia D. S. Middlemiss M. J. Gutmann G. J. McIntyre C. C. Wilson J. Phys. Chem. A 2009 113 13985 13997
39. A. A. Hoser L. Dobrzycki M. J. Gutmann K. Wozniak Cryst. Growth Des. 2010 10 5092 5104
40. P. Munshi C. Jelsch V. R. Hathwar T. N. G. Row Cryst. Growth Des. 2010 10 1516 1526
41. M. Gryl A. Krawczuk-Pantula K. Stadnicka Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Crystallogr. Cryst. Chem. 2011 67 144 154
42. A. A. Hoser K. N. Jarzembska L. Dobrzycki M. J. Gutmann K. Wozniak Cryst. Growth Des. 2012 12 3526 3539
43. A. E. Whitten B. Dittrich M. A. Spackman P. Turner T. C. Brown Dalton Trans. 2004 23 29
44. M. L. Huggins Phys. Rev. 1922 19 369 373
45. G. S. Pawley R. P. Rinaldi Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Crystallogr. Cryst. Chem. 1972 28 3605 3609
46. S. Cenedese, C. Gatti, M. S. Schmøkel and B. B. Iversen, unpublished work
47. W. B. Pearson Z. Kristallogr. 1965 121 449 462
48. J. H. Van Vleck Phys. Rev. 1932 41 208 215
49. G. Brostigen A. Kjekshus Acta Chem. Scand. 1970 24 2993 3012
50. T. A. Bither R. J. Bouchard W. H. Cloud P. C. Donohue W. J. Siemons Inorg. Chem. 1968 7 2208 2220
51. R. G. Burns, Mineralogical applications of crystal field theory, Cambridge U.P., London, 1970
52. L. Pauling M. L. Huggins Z. Kristallogr. 1934 87 205 238
53. E. K. Li K. H. Johnson D. E. Eastman J. L. Freeouf Phys. Rev. Lett. 1974 32 470 472
54. J. A. Tossell J. Chem. Phys. 1977 66 5712 5719
55. D. W. Bullett J. Phys. C: Solid State Phys. 1982 15 6163 6174
56. P. Raybaud J. Hafner G. Kresse H. Toulhoat J. Phys.: Condens. Matter 1997 9 11107 11140
57. I. Opahle K. Koepernik H. Eschrig Comput. Mater. Sci. 2000 17 206 210
58. M. Bronold Y. Tomm W. Jaegermann Surf. Sci. 1994 314 L931 L936
59. C. I. Pearce R. A. D. Pattrick D. J. Vaughan Rev. Mineral. Geochem. 2006 61 127 180
60. M. J. Buerger Am. Mineral. 1934 19 37 61
61. M. E. Fleet Can. Miner. 1970 10 225 231
62. P. Raybaud G. Kresse J. Hafner H. Toulhoat J. Phys.: Condens. Matter 1997 9 11085 11106
63. F. Gronvold E. F. Westrum J. Chem. Thermodyn. 1976 8 1039 1048
64. A. R. Lennie D. J. Vaughan Am. Mineral. 1992 77 1166 1171
65. M. Drabek and M. Rieder, Mineral Deposit Research: Meeting the Global Challenge, 2005, vol. 1 and 2, pp. 111-113
66. Bruker, Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 2007
67. Bruker, Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 2001
68. R. H. Blessing J. Appl. Crystallogr. 1997 30 421 426
69. R. H. Blessing D. A. Langs J. Appl. Crystallogr. 1987 20 427 428
70. N. K. Hansen P. Coppens Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 1978 34 909 921
71. A. Volkov, P. Macchi, L. J. Farrugia, C. Gatti, P. Mallinson, T. Richter and T. Koritsanszky, XD2006-A Computer Program Package for Multipole Refinement, Topological Analysis of Charge Densities and Evaluation of Intermolecular Energies from Experimental and Theoretical Structure Factors, 2006
72. P. J. Becker P. Coppens Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 1974 30 129 147
73. P. J. Becker P. Coppens Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 1974 30 148 153
74. P. Coppens Coord. Chem. Rev. 1985 65 285 307
75. L. J. Farrugia C. Evans J. Phys. Chem. A 2005 109 8834 8848
76. L. J. Farrugia C. Evans D. Lentz M. Roemert J. Am. Chem. Soc. 2009 131 1251 1268
77. E. Clementi D. L. Raimondi J. Chem. Phys. 1963 38 2686 2689
78. P. M. Dominiak P. Coppens Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 2006 62 224 227
79. P. Coppens, X-ray Charge Densities and Chemical Bonding, International Union of Crystallography; Oxford University Press, Chester, England, Oxford, New York, 1997
80. B. Rees Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 1976 32 483 488
81. D. W. J. Cruickshank J. S. Rollett Acta Crystallogr. 1953 6 705 707
82. A. Fischer D. Tiana W. Scherer K. Batke G. Eickerling H. Svendsen N. Bindzus B. B. Iversen J. Phys. Chem. A 2011 115 13061 13071
83. J. Overgaard C. Jones D. Dange J. A. Patts Inorg. Chem. 2011 50 8418 8426
84. Y. A. Abramov A. V. Volkov P. Coppens Chem. Phys. Lett. 1999 311 81 86
85. A. Volkov C. Gatti Y. Abramov P. Coppens Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 2000 56 252 258
86. I. Kawada K. Kato S. Yamaoka Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Crystallogr. Cryst. Chem. 1976 32 3110 3111
87. Y. Zeng N. A. W. Holzwarth Phys Rev B 1994 50 8214 8220
88. A. Volkov Y. Abramov P. Coppens C. Gatti Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 2000 56 332 339
89. A. Volkov P. Coppens Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 2001 57 395 405
90. B. Cordero V. Gomez A. E. Platero-Prats M. Reves J. Echeverria E. Cremades F. Barragan S. Alvarez Dalton Trans. 2008 2832 2838
91. R. F. W. Bader H. Essen J. Chem. Phys. 1984 80 1943 1960
92. R. F. W. Bader P. J. Macdougall C. D. H. Lau J. Am. Chem. Soc. 1984 106 1594 1605
93. R. P. Sagar A. C. T. Ku V. H. Smith A. M. Simas J. Chem. Phys. 1988 88 4367 4374
94. Z. Shi R. J. Boyd J. Chem. Phys. 1988 88 4375 4377
95. P. Macchi A. Sironi Coord. Chem. Rev. 2003 238 383 412
96. C. Gatti Z. Kristallogr. 2005 220 399 457
97. G. Eickerling M. Reiher J. Chem. Theory Comput. 2008 4 286 296
98. R. D. Shannon C. T. Prewitt Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Crystallogr. Cryst. Chem. 1969 25 925 946
99. Y. A. Abramov Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 1997 53 264 272
100. P. Macchi D. M. Proserpio A. Sironi J. Am. Chem. Soc. 1998 120 13429 13435
101. E. Espinosa I. Alkorta J. Elguero E. Molins J. Chem. Phys. 2002 117 5529 5542
102. E. D. Stevens P. Coppens Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 1979 35 536 539
103. A. Holladay P. Leung P. Coppens Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 1983 39 377 387
104. J. R. Sabino P. Coppens Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 2003 59 127 131
105. S. Suga A. Kimura T. Matsushita A. Sekiyama S. Imada K. Mamiya A. Fujimori H. Takahashi N. Mori Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999 60 5049 5054
106. J. B. Goodenough J. Appl. Phys. 1966 37 1415 1422.