Infrared Absorption and X-Ray Diffraction Study of Butylammonium Complexes of Phyllosilicates

Abstract

I.R. absorption and X-ray diffraction data on butylammonium complexes of vermiculites show, when compared with the Wyoming montmorillonite complex, that the tetrahedral location of charge determines the keying of the -NH⁺₃ groups into the ditrigonal cavities and that these groups have their C₃ axes perpendicular to the layers. The aliphatic chains adopt different conformations depending on the area available per exchange position; they will either: (a) adopt an ’all-trans’ conformation with their axes inclined 55° to the silicate planes, when the area available is small; (b) rotate 120° around the C₁-C₂ bond to adopt a flat disposition relative to the layers, when the area available is larger than the area covered by the organic ion.

Résumé

Les résultats de la spectrométrie infrarouge et de la diffraction X montrent dans le cas des complexes butylammonium-vermiculite comparé au cas du complexe avec la montmorillonite du Wyoming, que la localisation tétraédrique de la charge détermine la fixation des groupes NHJ dans les cavités ditri-gonales et que ces groupes ont leur axe C₃ perpendiculaire au feuillet. Les chaînes aliphatiques adoptent différentes conformations qui dépendent de la surface disponible par position d’échange; elles pourront soit (a) adopter une conformation ’entièrement trans’ avec leurs axes inclinés à 55° par rapport au feuillet lorsque la surface disponible est petite, soit (b) tourner de 120° autour de la liaison C₁-C₂ pour se mettre à plat par rapport au feuillet, lorsque la surface disponible est plus grande que la surface occupée par l’ion organique.

Kurzreferat

Die Ergebnisse von Infrarotabsorptions- und Röntgenbeugungsuntersuchungen an Butyl-ammoniumkomplexen von Vermiculiten zeigen bei einem Vergleich mit Wyoming Montmorillonitkom-plexen, daß die Anordnung der Ladungen in den Tetraedern das Einpassen der —NH⁺₃-Gruppen in die ditrigonalen Hohlräume bestimmt, und daß diese Gruppen ihre C₃-Achsen senkrecht zu den Silcat-schichten stellen. Die aliphatischen Ketten nehmen in Abhängigkeit von der für eine Austauschposition verfügbaren Oberfläche unterschiedliche Zuordnungen an. Sie bilden entweder (a) eine ’all-trans’-Zuord-nung mit um 55° zu den Silicatoberflächen geneigten Achsen bei geringer verfügbarer Oberfläche oder (b) rotieren um 120° um die C₁-C₂-Bindung, um eine flache Anordnung zu den Schichten einzunehmen, wenn die verfügbare Fläche größer als die durch das organische Ion eingenommene Fläche ist.

Резюме

Данные инфракрасных спектров поглощения и рентгенографических исследований бутиламмониевых комплексов вермикулита показывают, при сравнении с комплексом монтмориллонита Вйоминг, что тетраэдральное местнахождение заряда определяет манипулирование групп — NН³₊ в дитригональные трещины, и что оси С³ этих групп лежат перпендикулярно к слоям. Алифатические цепи принимают различные конформации в зависимости от имеющейся при обмене площади: они либо а) если имеющаяся площадь небольшая примут конформацию «all-trans» с осями наклоненными на 55° по направлению к плоскостям силикатов, либо б) повернутся 120° вокруг связи С¹-С², чтобы принять плоское положение по отношению к слоям, если имеющаяся площадь больше, чем площадь занимаемая органическим ионом.