Indice de refraction de NaAlF4

[Tawahi-Kiwi]

Salut a tous,

pas trop sur si cela devrait etre en physique ou chimie, mais des avis sont les bienvenus.

J'ai une phase (minérale?) dans une roche, qui approche la composition Na_1.03(Al_0.68P_0.25)(F_3.68OH_0.32). (les hydroxyles ne sont pas certains, mais disons qu'il s'agit d'un composé Na-Al-F, avec beaucoup de phosphore, et des rapports pas si loin de NaAlF₄. Mon feeling est qu'il s'agit plutot d'un gel et pas une phase minérale s.s., expliquant pourquoi la composition n'est pas top coté stoechio.

Cette phase n'existe pas naturellement, et les minéraux les plus proches sont la cryolite Na₃AlF₆ et chiolite Na₅Al₃F₁₄.

Il y a cependant des publications dans la métallurgie de l'aluminium qui montre que c'est un truc qui peut exister (a haute temperature), et j'utilise cela comme base de comparaison (faute de mieux).

L'une de ces publications (Liu et al., 2011) est une modélisation des propriétés structurales et optiques d'un tel composé. L'une des choses qui me pose probleme est l'indice de refraction calculé: 1.291, 1.289 et 1.287 pour (1 0 0), (0 1 0) et (0 0 1).

Cela donne un indice de réfraction pour ce truc, inférieur a l'eau ou la glace. Est-ce envisageable pour un tel composé (la cryolite est souvent considerée comme unique dans ce sens, ayant un indice tres legerement supérieur a l'eau).

Dans quel mesure peut-on croire cette modélisation des indices de refraction. Est-il possible que ce soit plutot ~1.33 plutot que 1.29?
La publication ne donne pas de détail a ce sujet, mais cette phase est experimentalement stable entre 690 et 730ºC; Si la modélisation est faite pour cette haute temperature, est-il possible que cela réduise suffisament l'indice de refraction pour etre inferieur a l'eau?

Merci d'avance pour vos avis éclairés sur le sujet,

T-K
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[40CDV20]

Bjr,
Juste par curiosité car on s'éloigne copieusement de la métallurgie et d'une source potentielle de minerai d'aluminium !.
A supposer qu'il s'agisse d'une phase minérale où la place t-on ? dans la classe 7-1 "phosphates" telle la Lacroixyte NaAl(PO4)(F, OH), (M) (IR) np 1.545 ng 1.565 ou dans la classe 3 "halogénures" comme la Cryolite (M) (IR) np 1.337 ng 1.338 et la Chiolite ? Si la composition est assez juste ce serait un "fluoro phosphate de Na et d'Al hydroxylé" mais avec probablement un (IR) n > 1.450 ? Non ?
Cdt

[Tawahi-Kiwi]

A mon avis, le phosphore est sous forme PO₄ la dedans (c'est sous cette forme qu'il est present naturellement dans les magmas a base fluorées), meme si ce n'est pas ce que j'ai écrit dans la formule plus haut. PO₃F est peut etre possible.

Quant au classement, sous cette forme, je dirais 10.02.XX dans Dana (oxyhalides) et 03.CG dans Strunz (Aluminofluorides avec PO₄). C'est en supposant qu'il s'agit reelement d'un mineral, ce dont je doute un peu.

La lacroixite est un phosphate plus classique.

T-K

[40CDV20]

Bjr,
A ma connaissance, mais ça remonte à loin donc avec de grosses réserves, P ne peut être présent que sous forme de phosphate ou de phosphure. Dans le second cas relativement rare il me semble car on ne trouve quasiment jamais P hors de la classe 7-1 (et pas plus en combinaison avec des halogénures dans la classe 3), les espèces minérales sont répertoriées en classe 1 (éléments natifs et alliages), telles les Barringérite et Schreibersite (Fe (0.75),Ni (0.25)) 3 P pour ne citer qu'elles.
Début décade 70 il y avait nombres de foyers de désaccord autour de l'IMA et en particulier à propos de la forme d'écriture de la composition chimique, j'imagine que depuis tout ceci est réglé et que la cap des 4000 espèces répertoriées et validées est franchi.
Cdt.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tawahi-Kiwi]

oui, les phosphures sont une classe a part, ou il faut des conditions geochimiques assez differentes qui ne sont pas vraiment possibles dans le cas que je mentionne ici. La seule possiblité que je vois sont des liaisons P-F abondantes, mais meme cela, je ne pense pas que ce soit possible. PO₄ et PO₃F / PO₃OH sont beaucoup plus probables.

Mais ma question est plutot sur la validité (et précision) des modélisations théoriques des propriétés optiques de composés chimiques.

T-K

[40CDV20]

Bjr,
J'ai effectivement lu quelque chose la-dessus mais sans y regarder de très près car ce n'est plus de la géologie élémentaire. Par contre, il doit être possible de procéder à une comparaison des valeurs IR mesurées/calculées par exemple sur quelques espèces de la classe 3, dans laquelle cryolite np 1.337 ng 1.338 et chiolite nu 1.348 ne sont pas exactement des cas isolés :
villiaumite NaF n 1.327
ferrucite NaBF4 np 1.301 ng 1.306
avogadrite (K,Cs) BF4 np 1.323 ng 1.324
malladrite Na2SiF6 nu 1.310 et possiblement quelques autres,...
Cdt.

[Tawahi-Kiwi]

oui, des indices moyen de 1,33 - 1,34 ne me genent pas beaucoup, c'est ce que j'estimerais sur base des observations au microscope et cela colle par comparaison avec la cryolite & chiolite. C'est juste que le 1,29 calculé, je trouve cela fort bas.

La birefringence que je mesure est au mieux de 0.002 (probablement isotrope mais deformé), donc a mon avis ce n'est pas le NaAlF₄ mentionné dans la publi.

T-K