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THE CRYSTAL STRUCTURES OF SYNTHETIC POTASSIUM – TRANSITION-METAL ZIPPEITE-GROUP PHASES

O. Maurice Peeters^1,, Renaud Vochten² and Norbert Blaton³

¹ Laboratory for Biocrystallography, Katholieke Universiteit Leuven, O&N2, Herestraat 49-bus 822, B–3000 Leuven, Belgium
² Department of Subatomic and Radiation Physics, Division of Nuclear Material Physics, Universiteit Gent, Proeftuinstraat 86, B–9000 Gent, Belgium
³ Laboratory for Biocrystallography, Katholieke Universiteit Leuven, O&N2, Herestraat 49-bus 822, B–3000 Leuven, Belgium

E-mail address: maurice.peeters{at}pharm.kuleuven.be

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 K_0.5Me_0.75[(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)

Mots-clés: sulfate uranylé, phases du groupe de la zippéite, structure cristalline, métal de transition.

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