Some defect structures of iron sulfide

Abstract

Defect structures of iron sulfide having compositions of FeS and Fe0.94S were examined by X-ray powder, X-ray single crystal and Mössbauer techniques. The crystal structure of Fe0.94S was found to be in the hexagonal acentric space group P63me if ordered, or in the hexagonal centric space group P63/mmc if disordered with cell dimensions a0 = 3.4559 Å and c0 = 5.7789 ± 0.0005 Å. In both space groups there is only one variable positional parameter, i.e. zS/c = ± 0.263; all ot her positional parameters are fixed by symmetry. The atomic packing of the FeS and Fe0.94S structures corresponds to a framework of closepacked sulfide ions having octahedral interstices either smaller than necessary (FeS) or larger (Fe0.94S) to accommodate the iron ions. This phenomenon also suggests a model from which the existence and crystallography of these structures may be rationalized. Les structures lacunaires du sulfure de fer de composition FeS et Fe0,94S ont été examinées par les techniques de Mössbauer et de Debye Scherrer, et par l'étude aux rayons X de monocristaux. On a déterminé que le groupe spacial de Fe0,94S était P63mc (hexagonal non centrosymétrique) pour la phase ordonnée, ou P63/mmc (hexagonal centrosymétrique) pour la phase désordonnée; les paramètres sont les suivants: a0 = 3,4559 Å et c0 = 5,7789 ± 0,0005 Å. Dans les deux groupes il n'y a qu'une position atomique variable: zS/c = ± 0,263; toutes les autres positions atomiques sont fixées par la symétrie. La structure de FeS et Fe0,94S est basée sur un arrangement compact d'ions sufre dont les interstices octaédriques sont soit plus petit que nécessaire (FeS); soit plus grands que nécessaire (Fe0,94S), pour accomoder les ions fer. Un modèle est proposé sur base de ce phénomène; celui-ci rend compte de l'existence et de la cristallographie de ces structures.