Interlayer Bonding in Kaolinite, Dickite and Nacrite

Abstract

A simple electrostatic model has been used to demonstrate that the inner surface hydroxyls in kaolinite, dickite and nacrite are responsible for the interlayer bonding in these minerals. The contribution to the interlayer bonding of an individual hydroxyl hydrogen depends on the orientation of the hydroxyl group relative to the 1: 1 layer since this orientation determines the H—O interlayer distance. If this distance is much greater than the sum of the van der Waals radii, 2·60 Å, there is essentially no bond. As the distance becomes less than 2·60 Å, the strength of the interlayer bond increases.

Résumé

Un modèle électrostatique simple a été utilisé pour démontrer que les hydroxyles de la surface interne de la kaolinite, de la dickite et de la nacrite sont responsables de la liaison entre les feuillets de ces minéraux. La contribution à la liaison interfeuillet de l’hydrogène d’un hydroxyle pris individuellement dépend de l’orientation du groupe hydroxyle par rapport à la couche 1: 1, puisque cette orientation détermine la distance H—0 entre deux feuillets consécutifs. Si cette distance est beaucoup plus grande que la somme des rayons de van der Waals, 2,60 Å, il n’y a par définition aucune liaison. Lorsque cette distance devient inférieure à 2,60 Å, l’intensité de la liaison interfeuillet augmente.

Kurzreferat

Um zu zeigen, daß Hydroxylgruppen der inneren Oberflächen in Kaolinit, Dickit und Nakrit für die Zwischenschichtbindung in diesen Mineralen verantwortlich sind, wurde ein einfaches elektrostatisches Modell benutzt. Der Beitrag eines einzelnen Hydroxyl-Wasserstoffs zur Zwischenschichtbindung hängt von der Orientierung der Hydroxylgruppe zur 1: 1-Schicht ab, da diese den H—0-Zwischenschichtabstand bestimmt. Ist dieser Abstand sehr viel größer als die Summe der van der Waals-Radien, 2,60 Å, so tritt keine wesenfliche Bindung auf. Unterschreitet der Abstand den Wert von 2,60 Å, so steigt die Stärke der Zwischenschichtbindung an.

Резюме

Простая электростатическая модель применяется для доказательства того, что внутренние поверхностные гидроксилы каолинита, диккита и накрита ответствены за межслойную связь этих минералов. Способность индивидуального гидрокислого водорода содействовать межслойной связи зависит от ориентации гидроксильной группы относительно слоя 1: 1, т. к. ориентация определяет расстояние Н… 0 между слоями. Если это расстояние намного превышает сумму радиусов Ван-дер-Ваальса, 2,60 А, то, по существу, связи не имеется. По мере того как расстояние становится менее 2,60 А, повышается прочность связи между слоями.