Nontronite: chemistry and x-ray diffraction

Abstract

Chemical and X-ray analysis of eight samples of nontronite are consistent with the Hofmann et al. montmorillonite structure. The finest fraction of some fully hydrated (15·3 Å) samples is composed of crystals all about 6 or 7 unit cells thick, and having 12 H₂O per 8 Si, arranged at three levels in the interlayer, possibly as upright octahedra. During dehydration, non-integral 00l sequences, and variations in d₀₀₁ result from a range of layer thickness in one crystal, caused by loss of water from the crystal periphery with consequent margin collapse. At about 50% relative humidity, the H₂O content of nontronite is determined by the tetrahedral aluminium, probably because Al^iv controls maximum crystal size.

Résumé

L'analyse chimique et radiographique de huit échantillons de nontronite est conforme à la structure de montmorillonite de Hofmann et al. La fraction la plus infime de certains échantillons complètement hydratés (15·3 Å) est composée de cristaux ayant tous une épaisseur de cellule de 6 ou 7 unités, et présentant 12 H₂O par 8 Si, disposés sur trois niveaux dans l'intercouche, vraisemblablement comme un octaèdre vertical. Au cours de la déshydratation, des séquences 00l non intégrales, et des variations en d₀₀₁, résultent d'une série d'épaisseurs de couche dans un cristal, provenant de la perte d'eau de la périphérie du cristal avec l'affondrement marginal qui s'ensuit. A environ 50% d'humidité relative, la teneur en H₂O de la nontronite est déterminée par l'aluminium tétraédrique, probablement en raison du fait que l'Al^iv influence les dimensions maximums du cristal.

Kurzreferat

Die chemische- und Röentgenanalyse von acht Nontronit-Proben sind übereinstimmend mit dem Montmorillonitgefüge nach Hofman et al. Der feinste Bruchteil einiger vollständig verflüssigter (15·3 Å) Proben ist aus Kristallen zusammengesetzt, die sämtlich etwa 6 oder 7 Einheitszellen dick sind und 12 H₂O pro 8 Si haben, die in drei Niveaus in der Zwischenschicht—möglicherweise als hochkante Achtflächner—angeordnet sind. Während der Dehydratisierung ergeben sich nichtintegrierende 00l-Folgen und Variationen in d₀₀₁ aus einer Auswahl von Schichtdicken in einem Kristall, die durch Wasserverlust aus der Kristallperipherie mit resultierendem Randzusammenbruch verursacht werden. Bei etwa 50% relativer Feuchtigkeit wird der H₂O-Gehalt des Nontronits durch das Tetrahedralaluminium bestimmt, und zwar wahrscheinlich deshalb, weil Al^iv die maximale Kristallgrösse kontrolliert.

Resumen

Los análisis químicos y por rayos-X de ocho muestras de nontronita son consistentes con la estructura de montmorillonita de Hofmann y cols. La fracción más fina de algunas mustras plenamente hidratadas (15·3 Å) está compuesta de cristales, todos ellos de un espesor de 6 o 7 paralepípedos unitarios, y con 12 H₂O por 8 Si, dispuestos a tres niveles en la intercalación, posiblemente como octaedros verticales. Durante la dehidratación, se producen secuencias 00l no-integrales y variaciones en d₀₀₁, procedentes de una serie de espesores de capa en un cristal, a causa de pérdida de agua en la periferia des cristal con el consiguiente colapso del margen. A una humedad relativa del 50%, el contenido de H₂O de la nontronita se determina mediante el aluminio tetraedral, probablemente porque Al^iv controla el máiximo tamaño de los cristales.