Abstract

The atomic structure of (H3O)Fe3+(SO4)2, an important phase in the system Fe–S–O–H, has been determined by the analysis of single-crystal X-ray-diffraction data. Within the unit cell of (H3O)Fe(SO4)2, there are three layers consisting of Fe(SO4)2 sheets parallel to (001) composed of FeO6 octahedra and SO4 tetrahedra sharing corners. The structure of (H3O)Fe3+(SO4)2 is very similar to that of (H3O)Al(SO4)2 except that it is distorted from the R3̅ arrangement of (H3O)Al(SO4)2 to P1̅ symmetry. The phase (H3O)Fe3+(SO4)2 has a layer spacing of 7.90 Å, which is slightly larger than the spacing for (H3O)Al(SO4)2 (7.75 Å). This increase is a direct result of the mean Fe3+–O bond length (1.976 Å) being longer than the mean Al–O bond length (1.879 Å). The longer Fe3+–O bond length also causes the array of oxygen atoms formed by the apices of the sulfate groups that bond to the hydronium groups to be farther apart. The adjustment of the hydrogen bonding to this change results in the lower symmetry. The crystal structure of rhomboclase, (H5O2)Fe3+(SO4)2·2H2O, has been refined, and the hydrogen positions have been determined for the first time. The model describing the disorder of the H5O2 molecule is confirmed.

Abstract

Nous avons déterminé la structure du composé (H3O)Fe3+(SO4)2, phase importante du système Fe–S–O–H, par diffraction X avec données prélevées sur monocristal. Dans la maille élémentaire de (H3O)Fe(SO4)2, il y a trois feuillets Fe(SO4)2 parallèles à (001) composés d’octaèdres FeO6 et de tétraèdres SO4 à coins partagés. La structure de (H3O)Fe3+(SO4)2 ressemble étroitement à celle du composé (H3O)Al(SO4)2 sauf que les distorsions favorisent une symétrie P1̅ plutôt que l’agencement R3̅ de la phase (H3O)Al(SO4)2. Dans la phase (H3O)Fe3+(SO4)2, les couches ont une séparation de 7.90 Å, légèrement supérieure à la séparation analogue du (H3O)Al(SO4)2 (7.75 Å). Cette augmentation découle directement de la longueur moyenne de la liaison Fe3+–O (1.976 Å), supérieure à la liaison moyenne Al–O (1.879 Å). La longueur de la liaison Fe3+–O cause aussi une plus grande distance entre les atomes d’oxygène qui représentent les sommets des groupes sulfate, et qui forment une liaison avec les groupes hydronium. L’ajustement du réseau de liaisons hydrogène qui en résulte est la cause de la symétrie plus faible. Nous avons affiné la structure cristalline de la rhomboclase, (H5O2)Fe3+(SO4)2·2H2O, et nous établissons la position des atomes d’hydrogène pour la première fois. Nous confirmons le modèle déjà proposé décrivant le désordre dans la molécule H5O2.

(Traduit par la Rédaction)

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