THE CRYSTAL STRUCTURE AND CRYSTAL CHEMISTRY OF URANOSPHAERITE, Bi(UO2)O2OH

Abstract

Nous avons resolu et affine la structure cristalline de l'uranosphaerite, Bi(UO 2 )O 2 OH, en utilisant des donnees en diffraction X prelevees sur monocristaux naturels et synthetiques. La structure de l'uranosphaerite naturelle, determinee sur un echantillon de la mine Clara, dans la Foret Noire, en Allemagne, ou l'on exploite la barite et la fluorite, a ete affinee jusqu'a un residu R 1 de 2.86%, calcule selon 1194 reflexions uniques observees (‖F o ‖ > 4σ F ). L'uranosphaerite est monoclinique, groupe spatial P2 1 /n, a 7.559(2), h 7.811(2), c 7.693(2) A, β 92.88(3)°, V 453.6(2) A 3 . Nous avons synthetise les cristaux d'uranosphaerite par techniques hydrothermales legeres; sa structure a ete affinee jusqu'a un residu R 1 de 5.84%, calcule selon 1590 reflexions uniques observees (‖F o ‖ > 4σ F ). Le cristal synthetique possede une maille elementaire legerement plus petite: a 7.540(3), b 7.801(3), c 7.674(3) A, β 92.948(7)°, V 450.75(1) A 3 . La structure contient un cation U 6 + symetriquement distinct lie a deux atomes d'oxygene, pour formel un ion uranyle presque lineaire [(UO 2 ) 2 + , symbole Ur]. L'ion uranyle est de plus coordonne a cinq anions O et OH, ce qui mene a une bipyramide pentagonale chapeautee par les atomes d'oxygene de l'ion uranyle. Le cation unique Bi 3 + , symetriquement distinct dans cette structure, montre une coordinence a quatre anions disposes a la base d'une pyramide avec le Bi 3 + au sommet, en concordance avec la presence d'une paire d'electrons isolee sur le cation Bi 3 + . De plus, celui-ci est faiblement lie a deux atomes O U r . Les bipyramides pentagonales Ur Φ 5 (Φ: O, OH) partagent une arete equatoriale, pour donner un dimere. Des paires de polyedres BiΦ 4 partagent aussi une arete, et les dimeres qui en resultent sont lies aux dimeres de polyedres a uranyle pour former un feuillet heteropolyedrique parallele a (101). Les feuillets adjacents sont rattaches par de faibles liaisons Bi-O et hydrogene. Le feuillet est fonde sur la topologie anionique du feuillet de la francevillite.