Propriétés optiques et structure cristallographique de CO3HK

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Propriétés optiques et structure cristallographique de

CO3HK

Lucienne Couture-Mathieu

To cite this version:

625.

PROPRIÉTÉS OPTIQUES

ET STRUCTURE

_{CRISTALLOGRAPHIQUE}

DE

CO3HK

Par LUCIENNE

_{COUTURE-MATHIEU,}

Maître de Recherches au C. N. R. S., Laboratoire de Recherches Physiques, Sorbonne.

Sommaire. - Une nouvelle étude

goniométrique et _optique des cristaux de CO3HK permet

d’expliquer les

_divergences

qui existaient dans la localisation des axes _optiques et dans les détermi-nations de structure du cristal.

LE JOURNAL DE _PHYSIQUE ET LE RADIUM. TOME

_14,

NOVEMBRE

_1953,

D’après

la forme extérieure du cristal

mono-clinique

de

_CO3HK,

lès dimensions du

_prisme

_primitif

ont été

calculées;

on les trouve _par

_exemple

dans

l’ouvrage

de Groth

_(1908).

Des études aux _rayons X ont ensuite

_permis

de

déterminer les dimensions de la maille élémentaire. Les résultats sont donnés dans le tableau

1,

où a,

b,

c

indiquent

les translations élémentaires en

_angstrôms,

P l’angle

des axes a et c.

On

_pouvait

_penser, comme

_{l’indiquait}

Dhar,,

que

la maille de Groth _{avait même orientation que la}

maille élémentaire avec la translation c deux fois

plus

grande.

En I95o,

la structure du carbonate acide de

potas-sium était

_{inconnue ; j’ai}

_publié

une étude

_[L.

Couture-Mathieu

_(1950)]

du

_spectre

de Raman de ce cristal

qui

m’avait

_permis

d’en

_proposer

une

_structure

approchée.

La structure

_précise,

déterminée _{par les} deux études aux

rayons X

ultérieures,

était en

désaccord

_complet

avec mes conclusions

_(1952).

.

TABLEAU 1.

L’étude des

_propriétés

_optiques

donnait

lieq,

d’autre-part,

à des

conclusions

divergentes :

la

bissec-trice

_aiguë

des axes

_optiques

était située dans le

plan

(010)

à 30° de l’axe c _dans

_l’angle

obtus

_p,

d’après

Miller

_(1842),

Groth

₍₁₉₀₈₎

et L.

Couture-Mathieu

₍₁₉₅₀₎

et à 3oo de l’axe c dans

_l’angle

aigu

p,

d’après Mügge

(1980)

et P.

_{Herpin (1952).}

Pour trouver la raison de ces

désaccords,

j’ai

entrepris

de faire _pousser de nouveaux cristaux

afin d’en faire une étude

_{goniométrique}

et

_optique

précise.

Les résultats de l’étude des

_{angles pour les}

faces de la zone

_parallèle

à l’axe binaire b sont donnés

dans le tableau II.

La colonne 1 contient les notations des faces entre

lesquelles

sont mesurés les divers

_angles,

la colonne 2 les

_angles

calculés à

_partir

des données obtenues à

l’aide des

_{rayons X}

_{par P.}

_Herpin;

on

_peut

remar-quer que les

angles

se retrouvent

deux

à deux

_égaux

à I°

_près.

La colonne 3 contient le résultat de mes

mesures

_placées

en face des valeurs calculées les

plus

voisines

_(avec

un écart inférieur

à i o’);

ces

valeurs mesurées sont très

_proches

de celles obtenues

par Brooke

(I823)

qui

se trouvent dans la colonne

4;

si l’on

_regarde

_cependant,

dans la colonne

5,

les’ notations des faces

_{correspondantes, qui}

sont

données

_par Groth

_(1908),

_par

_exemple,

on voit

qu’elles

ne

_{correspondent}

_{pas à celles} de la colonne 1

qui,

elles,

sont relatives à la maille élémentaire.

TABLEAU II.

On obtient pour les faces la

correspondance

sui-vante :

626

Notation relative à la maille

élémentaire :

Notation de Groth :

Les faces du

_{prisme primitif}

_{choisi par Groth}

ont,

dans les aXes relatifs à la maille élémentaire

que nous

_appellerons

les axes

_vrais,

les notations 100 et 201. a,

b,

c étant. les translations de la maille

élémentaire,

la maille de Groth

_correspond

donc aux

translations

a’ = a + 2c et c’ =-2c

_(fig.

_i);

la translation b reste

_égale

et de sens contraire.

La

_divergence

entre les

_{propriétés optiques}

se

trouve ainsi

_{expliquée :}

la bissectrice

_aiguë

des axes

optiques (B.

A. sur la

_figure

_I)

se trouve à 3oo de c

dans

_l’angle

obtus des axes a + 2c et -

2c et dans

l’angle

aigu

des axes a et c.

Les

_plans

de

_clivage

_{notés par Groth} a

_(100),

c

₍₀₀₁₎

et r

₍₁₀₁₎

ont _{pour notation dans les} axes

vrais

₍₁₀₀₎

_(20î)

et

(401);

les faces les

_plus

déve-loppées

sont

_parallèles

_{à ces}

_plans

de

_clivage;

les

cristaux se

_présentent

le

plus

souvent sous forme de

plaques

dont la

_grande

face est

_401;

cette face est

à _peu

_{près perpendiculaire}

à la bissectrice

_aiguë

et

_parallèle

au

_plan

_des

ions

_CO,.

Les

_paramètres

de la maille

donnés

_par J. Dhar et P.

_Herpin

concordent. Ils diffèrent sensiblement de ceux des

_auteurs

_japonais.

Les

_angles

calculés à

partir

des

_paramètres

de la maille élémentaire sont en bien meilleur accord avec

_{l’expérience}

_quand

on

prend

les valeurs de P.

_Herpin.

Ce sont donc elles que l’on doit

adopter.

Les résultats

_{expérimentaux}

des

_spectres

de Raman ont été donnés relativement aux axes XYZ

de

_{l’ellipsoïde}

des indices : ils restent donc entiè-rement valables _{ainsi que} toutes les

_déduçtions

_qui

sont

_rapportées

à ces axes. Mais les coordonnées des atomes

_{(x’y’z’)}

déduites de cette étude sont données

pour le

plan

ac dans les axes

correspondants

aux

.translations

= a + 2c et c’ - - _{c :} elles

défi-nissent un vecteur

Dans les axes

_vrais,

les coordonnées

_{correspondantes}

seraient :

Le tableau III donne les coordonnées déduitès de

l’effet Raman ainsi

transformées,

ainsi que celles

déduites de l’étude aux _rayons

X,

pour les différents atomes de la maille.

TABLEAU III.

Les coordonnées _{y ont dû} être

_remplacées

_par

_{y +}

4

pour

qu’il

y ait accord avec les résultats _{des rayons} X.

Ceci vient de ce _que, par analogie avec la structure de

_{CO3HNa, j’étais partie}

de

_{l’hypothèse}

fausse de chaînes d’ions

CO, liés par

des liaisons

_hydrogène,

alors _que les ions

_CO,

sont dans ce cristal liés deux

à deux. Avec cette

correction,

l’accord est

satis-faisant entre les deux séries de résultats.

Manuscrit reçu le 27 avril I953.

BIBLIOGRAPHIE.

BROOKE. 2014 Ann. Philos., I823,

22,

42.

COUTURE-MATHIEU L. - J.

Physique Rad., I950, 11, 54I.

DHAR J. - Indian J.

Phys., I937, 11, I87.

GROTH P. - Chem.

Krystal., Leipzig, I908.

HERPIN P. - C. R. Acad.

Sc., I952, 234, p. 2205.

MILLER. -

Poggendorffs Ann. _{Physik, I842,} 55, 628.

MÜGGE O. - Z. Krystal., I930, 75,

32.

NITTA I., TOMIIE Y. et CHUNG HOE Koo. - Acta