Abstract

The crystal structures and chemical compositions of uranyl-oxysalt minerals (primarily with sheet structural units) are interpreted in terms of the binary representation – bond-valence approach to the structure and chemistry of oxysalts. There is a coherent relation between the average basicity of the structural unit and [CNin], the average number of bonds to oxygen atoms of the structural unit from the interstitial complex and adjacent structural units. This relation allows calculation of the range of Lewis basicity for specific structural units. The Lewis acidity of an interstitial complex is expressed graphically as a function of the amounts and coordination numbers of monovalent, divalent and trivalent interstitial cations and the amount of interstitial transformer (H2O) groups. The range in Lewis basicity for a specific structural unit may also be expressed graphically, and where there is overlap of the Lewis acidity and Lewis basicity, the valence-matching principle is satisfied, and the details of the possible interstitial complexes can be derived. There are three distinct types of interstitial (H2O) groups: transformer, non-transformer and inverse-transformer. Inverse-transformer (H2O) groups accept three bonds from cations, other (H2O) groups and (OH) groups of the structural unit. Their occurrence is rare and is limited to minerals with low bond-valence distribution factors. Detailed predictions of the number of transformer, non-transformer and inverse-transformer (H2O) groups in the minerals of the meta-autunite, uranophane, phosphuranylite, carnotite, zippeite and uranyl-hydroxy-hydrate groups (and synthetic analogues) are in good agreement with the observed chemical compositions.

Abstract

Les structures cristallines et les compositions chimiques des minéraux oxysels uranylés (surtout ceux ayant un module structural en feuillet) sont ici interprétés en termes d’une représentation binaire des compositions et des structures des oxysels, et de leurs valences de liaisons. Il existe une relation cohérente entre la basicité moyenne de l’unité structurale et [CNin], le nombre moyen de liaisons impliquant les atomes d’oxygène de l’unité structurale provenant du complexe interstitiel et des unités structurales adjacentes. Cette relation nous permet de calculer l’intervalle des valeurs de la basicité de Lewis pour certaines unités spécifiques. L’acidité de Lewis d’un complexe interstitiel s’exprime graphiquement en fonction du nombre d’atomes monovalents, bivalents et trivalents, et de leur coordinence, ainsi que du nombre de groupes (H2O) transformateurs interstitiels. L’intervalle des valeurs de basicité de Lewis pour une unité structurale spécifiée peut aussi être exprimée graphiquement. Là où les distributions des valeurs de basicité et d’acidité de Lewis se chevauchent, le principe de concordance des valences est satisfait, et les détails des complexes interstitiels possibles peuvent être dérivés. Il y a trois types distincts de groupes (H2O) interstitiels: groupes transformateurs, groupes non-transformateurs, et groupes transformateurs inverses. Ces derniers acceptent trois liaisons de cations, d’autres groupes (H2O), et des groupes (OH) de l’unité structurale. Leur présence est rare, étant limitée aux minéraux ayant de faibles facteurs de distribution des valences de liaison. Des prédictions détaillées du nombre de groupes (H2O) transformateurs, non-transformateurs et transformateurs inverses dans les minéraux des groupes méta-autunite, uranophane, phosphuranylite, carnotite, zippéite et uranyl-hydroxy-hydrates (et leurs analogues synthétiques) concordent bien avec les compositions chimiques observées.

(Traduit par la Rédaction)

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