Abstract

Mixed K–Me zippeite-group phases (Me = Mn, Co, Ni, Zn) have been synthesized by adjusting a UO2SO4 solution containing MeSO4 to a pH of 3.8 by means of KOH. The solution was kept for 75 hours at 150°C and an approximate pressure of 3.5 MPa. Single-crystal X-ray studies, chemical analysis and bond-valence calculations revealed the composition K0.5Me0.75[(UO2)2SO4O2]·3H2O. The crystals are monoclinic, space group C2/c. For Me = Mn, we found a 8.661(6), b 14.375(8), c 17.705(12) Å, β 104.12(5)°; for Me = Co, the cell parameters are a 8.651(5), b 14.188(8), c 17.713(13) Å, β 104.14(6)°, for Me = Ni, they are a 8.662(5), b 14.095(8), c 17.770(9) Å, β 104.18(5)°, and for Me = Zn, they are a 8.650(6), b 14.180(12), c 17.709(13) Å, β 104.14(6)°. The structures were refined to unweighted residuals of 0.0525, 0.0459, 0.0383 and 0.0690, respectively. The structures possess a layer structure parallel to (010) comparable to that of zippeite. We demonstrate that a zippeite-group phase with an interlayer containing monovalent potassium cation and divalent transition metal cations can be synthesized. The interlayer contains two symmetrically distinct Me atoms, one K atom and H2O molecules. Both Me atoms (Me1, Me2) are coordinated by six oxygen atoms forming distorted octahedra. In the Me1 octahedron, two O atoms are part of (UO2)2+ of adjacent uranyl oxo sulfate layers, and four are part of four H2O molecules of the interlayer, which is the same configuration as found in the crystal structure of zinc-zippeite, cobalt-zippeite and magnesium-zippeite. In the Me2 octahedron, four O atoms are part of (UO2)2+ of the adjacent uranyl oxo sulfate layers, and two O atoms are part of two equivalent positions of a H2O group.

Abstract

Nous avons synthétisé des phases du groupe de la zippéite à occupation mixte K–Me (Me = Mn, Co, Ni, Zn) en ajustant le pH d’une solution de UO2SO4 contenant MeSO4 à une valeur de 3.8 par addition de KOH. La solution est laissée pour 75 heures à 150°C et une pression d’environ 3.5 MPa. Nos résultats, obtenus par diffraction X sur monocristal, analyse chimique et calculs de valences de liaisons, révèlent une composition K0.5Me0.75[(UO2)2SO4O2]·3H2O. Les cristaux sont monocliniques, groupe spatial C2/c. Pour Me = Mn, nous avons trouvé a 8.661(6), b 14.375(8), c 17.705(12) Å, β 104.12(5)°; pour Me = Co, les paramètres sont a 8.651(5), b 14.188(8), c 17.713(13) Å, β 104.14(6)°, pour Me = Ni, ils sont a 8.662(5), b 14.095(8), c 17.770(9) Å, β 104.18(5)°, et pour Me = Zn, ils sont a 8.650(6), b 14.180(12), c 17.709(13) Å, β 104.14(6)°. Les structures ont été affinées jusqu’à des résidus non pondérés de 0.0525, 0.0459, 0.0383 et 0.0690, respectivement. Elles possèdent une structure en couches parallèles à (010), tout comme celle de la zippéite. Nous démontrons qu’il est possible de synthétiser une phase du groupe de la zippéite avec un interfeuillet contenant un cation monovalent (potassium) et un cation bivalent d’un métal de transition. L’interfeuillet contient deux atomes Me symétriquement distincts, un atome K et des molécules de H2O. Les atomes Me1 et Me2 sont entourés de six atomes d’oxygène pour former un octaèdre difforme. Dans le cas de l’octaèdre Me1, deux atomes d’oxygène font partie du groupe (UO2)2+ de couches adjacentes à uranyle oxo sulfaté, et quatre font partie de quatre molécules de H2O de l’interfeuillet, ce qui est la même configuration que dans la structure de zinc-zippéite, cobalt-zippéite et magnésium-zippéite. Dans le cas de l’octaèdre Me2, quatre atomes d’oxygène font partie de groupes (UO2)2+ de couches adjacentes à uranyle oxo sulfaté, et deux atomes d’oxygène font partie d’une molécule de H2O en deux positions équivalentes.

(Traduit par la Rédaction)

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