Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 15, Numéro 6, juin 1980
Page(s) 1161 - 1167
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:019800015060116100
Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 1161-1167 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:019800015060116100

Etude de l'ordre local autour du fer dans des verres silicatés naturels et synthétiques à l'aide de la spectrométrie d'absorption X

G. Calas1, 2, P. Levitz1, 2, J. Petiau1, 2, P. Bondot1, 2 et G. Loupias1, 2

1  Laboratoire de Minéralogie-Cristallographie, L.A., CNRS 09, 4 place Jussieu, 75230 Paris France
2  Laboratoire pour l'Utilisation du Rayonnement électromagnétique , Paris-Sud, 91405 Orsay, France


Abstract
We present some first results obtained by X-ray absorption spectroscopy on Fe-O distances and chemical state of iron in four silicate glasses containing ferric or ferrous ions. Two of these glasses are prepared under controlled oxidation conditions in order to obtain a defined oxidation state ; the other two are natural glasses with different compositions and geological history. Fe-O distances are determined by analyzing EXAFS oscillations : Fe (II)-O distance is found to be 2.07 Å, smaller than the mean values observed in crystalline silicates for hexacoordinated sites ; the Fe (III)-O distance, 1.91 Å, fits reasonably well with the hypothesis of a tetracoordinated site of Fe (III). Radial distribution of Fe-O distances seems to be small in all glasses. It is possible to deduce informations on oxidation state, coordinence and ionicity of the Fe-O bond from Fe-K absorption edge and a comparison with crystallized compounds is made.


Résumé
Nous présentons les premiers résultats obtenus par spectroscopie d'absorption X sur les distances fer-oxygène et l'état chimique du fer dans quatre verres silicatés contenant le fer à l'état de valence II ou III. Deux ont été préparés dans des conditions d'oxydation contrôlées pour obtenir l'une ou l'autre valence ; les deux autres sont des verres naturels de composition et contexte géologique différents. Les distances Fe-O ont été déterminées par analyse des oscillations EXAFS : la distance Fe (II)-O est trouvée égale à 2,07 Å et elle est inférieure aux valeurs trouvées en moyenne pour les sites hexacoordonnés dans les silicates cristallisés ; la distance Fe (III)-O est de 1,91 Å et concorde assez bien avec la valeur attendue pour un site tétracoordonné de fer trivalent. Dans tous les cas, la distribution radiale des distances Fe-O semble faible. Des informations sur la valence, la coordinance et l'ionicité de la liaison Fe-O sont déduites de l'étude fine du seuil K du fer et comparées à des composés cristallins.

PACS
6140D - Structure of glasses.
7870D - X ray absorption and absorption edges condensed matter.

Key words
glass -- iron compounds -- noncrystalline state structure -- X ray absorption spectra -- local order -- silicate glasses -- X ray absorption spectrometry -- Fe O distances -- EXAFS -- oxidation state -- coordinance -- ionicity -- absorption edge