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Mössbauer Studies of Palygorskite and Some Aspects of Palygorskite Mineralogy

Published online by Cambridge University Press:  01 July 2024

L. Heller-Kallai
Affiliation:
Department of Geology, Hebrew University of Jerusalem, Jerusalem, Israel
I. Rozenson
Affiliation:
Department of Geology, Hebrew University of Jerusalem, Jerusalem, Israel

Abstract

Fe3+ ions in palygorskite occupy sites at the edges and in the interior of the alumino-silicate chains. The Mössbauer parameters of the doublets associated with Fe3+ ions in edge sites indicate that the sites have a regular 6 coordination. Fe3+ ions in the interior of the chains occupy M(1) sites in three of the samples examined and M(2) sites in the fourth. Fe3+ ions in edge positions of palygorskite become 5-coordinated when water is lost on heating. They maintain this coordination on dehydroxylation, probably by cross-linking of the chains. The temperatures at which changes occur in the X-ray powder diffraction patterns and the Mössbauer and infrared (IR) spectra differ from sample to sample. The intermediate stages observed also vary, either due to different reaction paths or to different stabilities of the intermediate phases. The deduced distribution of cations in the octahedral sheets is in good qualitative agreement with the observed IR hydroxyl absorptions.

Резюме

Резюме

Ионы Fe3+ в палыгорските занимают места по краям и внутри алюмосиликатных цепей. Мессбауэровские параметры дуплетов связанных с краевыми ионами Fe3+ указывают на то, что эти места имеют шестикратную регулярную координацию. Ионы Fe3+ внутри цепей занимают места М(1) в трёх исследованных образцах и места М(2) в четвёртом образце. Ионы Fe3+, находящиеся на краевых местах палыгорскита, становятся 5-координированными в результате потери воды вследствие нагрева. Оин сохраняют эту координацию при дегидроксилировании, вероятно благодаря образованию поперечных связей в цепях. Температура, при которой наблюдаются изменения в порошковых рентгенограммах и в мессбауэровских и инфракрасных спектрах, различна в зависимости от образцов. Наблюдаемые промежуточные стадии также изменялись либо вследствие различных путей протекания реаций, либо вследствие различной устойчивости промежуточных фаз. Выведенное распределение катионов в октаэдрических слоях находится в хорошем количественном согласии с данными, наблюдаемыми при инфракрасной абсорбции гидроксила. [Е.С.]

Resümee

Resümee

Die Fe3+-Ionen im Palygorskit besetzen Plätze an den Ecken und im Innern der Aluminiumsilikatketten. Die Mössbauerparameter der Dubletts, die von den Fe3+-ionen auf den Eckplätzen herrühren, deuten darauf hin, daß diese Plätze eine regelmäßige 6-Koordination haben. Die Fe3+-Ionen im Innern der Ketten besetzen in drei der untersuchten Proben M(1)-Pläitze und in der vierten Probe M(2)-Plätze. Bei Wasserabgabe durch Erwärmen werden die Fe3+-Ionen in den Eckpositionen von Palygorskit 5-koordiniert. Sie behalten diese Koordination nach der Dehydroxilierung bei, was wahrscheinlich auf eine Querverbindung von Ketten zurückzuführen ist. Die Temperaturen, bei denen Veränderungen in den Röntgenpulverdiffraktometerkurven sowie in den Mössbauer- und Infrarot(IR)-Spektren auftreten, sind in den einzelnen Proben verschieden. Die beobachteten Zwischenstadien variierten entweder aufgrund unterschiedlicher Reaktionswege oder unterschiedlicher Stabilität der Übergangsphasen. Die abgeleitete Verteilung der Kationen in den Oktaederschichten stimmt gut mit der beobachteten IR-Hydroxil-Absorption überein. [U.W.]

Résumé

Résumé

Les ions Fe3+ dans la palygorskite occupent les sites périphériques et à l'intérieur des chaînes alumino-silicates. Les paramètres de Mössbauer des doublets associés avec les ions Fe3+ dans les sites périphériqnes indiquent que ces sites ont une coordination-6 régulière. Les ions Fe3+ à l'intérieur des chaînes occupent les sites M(1) dans trois des échantillons examinés et les sites M(2) dans un quatrième. Les ions Fe3+ dans les positions périphériques de palygorskite deviennet coordonés-5 lorsque l'eau est perdue à l’échauffement. Ils gardent cette coordination lors de la déshydroxylation, probablement par la liaison transverse des chaînes. Les températures auxquelles des changements se passent dans les clichés de diffraction poudrée aux rayons-X et dans les spectres de Mössbauer et d'infrarouge (IR) varient d’échantillon en échantillon. Les étapes intermédiaires observées varient aussi, soit à cause de voies de réaction différentes, soit à cause de stabilités différentes des phases intermédiaires. La distribution déduite de cations dans les feuillets octaèdraux s'accordent qualitativement bien avec les absorptions hydroxyl IR observées. [D.J.]

Type
Research Article
Copyright
Copyright © 1981, The Clay Minerals Society

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References

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