Abstract

A new Ca uranyl oxide hydrate, Ca[(UO2)4O3(OH)4](H2O)2, has been synthesized by hydrothermal reaction of a solution of 0.03 M UO3 with calcite crystals. Fifteen hydrothermal synthesis experiments at 140, 180 and 220°C, with starting solution pH in the range 2 to 6, resulted in Ca[(UO2)4O3(OH)4](H2O)2. The structure, space group P1̅, a 8.0556(8), b 8.4214(8), c 10.958(1) Å, α 78.878(2), β 87.922(2), γ 72.277(2)°, V 649.6(2) Å3, Z = 2, has been solved and refined on the basis of F2 for all unique data collected with monochromatic MoKα X-radiation and a CCD-based detector to an agreement factor (R1) of 3.47%, calculated using 2523 unique observed reflections (Fo ≥ 4σF). The structure contains four symmetrically distinct U6+ cations, each of which is part of a nearly linear (UO2)2+ uranyl ion. Three of the uranyl ions are coordinated by five ligands arranged at the equatorial vertices of pentagonal bipyramids, and the other is coordinated by four ligands at the equatorial vertices of a square bipyramid. Polymerization of the uranyl polyhedra by the sharing of vertices and edges results in a novel sheet. The single unique Ca2+ cation is located in the interlayer, together with two H2O groups, one of which is bonded to the Ca2+ cation, whereas the other is held in the structure by hydrogen bonding only. The phase Ca[(UO2)4O3(OH)4](H2O)2 contains more Ca than becquerelite, Ca[(UO2)6O4(OH)6](H2O)8, and polymerization of Ca polyhedra occurs in the interlayer, whereas in becquerelite, the Ca polyhedra do not share polyhedron elements.

Abstract

Nous avons synthétisé un nouvel oxyde uranylé hydraté de calcium, Ca[(UO2)4O3(OH)4](H2O)2, par réaction hydrothermale d’une solution de 0.03 M UO3 avec des cristaux de calcite. Quinze expériences de synthèse hydrothermale à 140, 180 et 220°C, ayant un pH initial de la solution dans l’intervalle de 2 à 6, ont produit le composé Ca[(UO2)4O3(OH)4](H2O)2. La structure, répondant au groupe spatial P1̅, a 8.0556(8), b 8.4214(8), c 10.958(1) Å, α 78.878(2), β 87.922(2), γ 72.277(2)°, V 649.6(2) Å3, Z = 2, a été résolue et affinée en utilisant les facteurs F2 de toutes les données uniques prélevées en diffraction X, avec rayonnement monochromatique MoKα et un détecteur à charges couplées, jusqu’à un facteur de concordance R1 de 3.47%, calculé avec 2523 réflexions uniques observées (Fo ≥ 4σF). La structure contient quatre cations U6+ symétriquement distincts, chacun faisant partie d’un ion uranyle (UO2)2+ presque linéaire. Trois des ions uranyle sont rattachés à cinq ligands aux coins équatoriaux de bipyramides pentagonales, et l’autre montre une coordinence avec quatre ligands aux coins équatoriaux d’une bipyramide carrée. La polymérisation des polyèdres à uranyle, par partage des coins et des arêtes, mène à un feuillet nouveau. Le seul cation Ca2+ est situé dans l’interfeuillet, avec deux groupes H2O, dont un est lié au cation Ca2+, et l’autre n’est rattaché que par liaisons hydrogène. La phase Ca[(UO2)4O3(OH)4](H2O)2 contient plus de Ca que la becquerelite, Ca[(UO2)6O4(OH)6](H2O)8, et la polymerization des polyèdres Ca se déroule dans l’interfeuillet, tandis que dans la becquerelite, les polyèdres Ca ne partagent pas les éléments des polyèdres.

(Traduit par la Rédaction)

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