104 N alurwissenscha/le~r

Kurze Originalmitteilungen Ftir die Kurzen Originalmitteilungen sind ausschliel31ich die Ver fasser ve ran twor t l i ch

Das magnet i sche M o m e n t e ines stromfiihrenden Wismut-Zyl inders

R. JAGGI

It3M F o r s c h u n g s l a b o r a t o r i u m Ri ischl ikon ZH, Schweiz

I m Anschlul3 an M e s s u n g e n der loi igi tudil ialen magne t i s che i i W i d e r s t a i i d g n d e r u n g y o n W i smu t -E i l i k r i s t a l l en bei He l i um- t e m p e r a t u r e i i prfifteii wir, ob in Magnet fe lder i i u i i t e rha lb 500 GB a u c h die m a g n e t i s c h e n Eige l l schaf ten der s t r o m d u r c h - f lossenen Probe ein a l igewShnl iches V e r h a l t e n zeigen. W i r uii- t e r such te i i e inen zy l indr i sehen W i s m u t - E i n k r i s t a l l m i t der Zy l inde rachse paral le l zu r t r igona len Achse. I n R ich tu l lg dieser Achse k o n n t e eiii G le ichs t rom I h i i idu rchgesch ick t a n d ein homogelleS Gleichfeld H aligelegt werden . U m Wirbe l s t rSme zu vermeidei i , w u r d e die Probe i m h o m o g e n e n Magne t fe ld aus eiiier I n d u k t i o n s s p u l e he rausgezogen oder in diese h ine inge- stol3ell. W i t b e o b a c h t e t e n danl i m i t e inem h o c h o h m i g e n balli- s t i s chen hls t rumeii tc eill m a g n e t i s c h e s M o m e n t M, das bei klei- n e n H p ropor t iona l H is t u n d n a c h D u r c h l a u f e n eines Maxi - m u m s sich e iner P ropo r t i ona l i t g t zu 'I/H a n n g h e r t . Fi ir alle H ist M propor t ioua l zu I ~ Der Ve r such k a n n m i t demse lben Re- s u l t a t a u c h bei f e s t s t ehende r P robe m i t Wechse l s t rSmel i oder Wechse l fe lde rn (bei ve rnach l / i s s igbarem Skineffekt) durchge- f i ihr t werden. Zu e iner Erk l / i rung k a m e n wir d u r c h L S s u n g des S y s t e m s der Bewega l lgsg te i chungen f a r E tek t ro i ien ui id LScher, w o b e i das ange leg te l ong i tud ina l e Magne t fe ld H a n d das a z imu ta l e E igenmag l l e t f e ld H e des S t romes zu ber i icks icht igen sind. u n - te r der W i r k u n g der Lore i i t zkraf t werden die S t r o m b a h n e n Schraubei i l i i i ien d u t c h die l Jbe r l age rung der ax i a l en S t rom- d ich te Jz u n d eiller az imuta le l l S t r o m d i c h t e Je. I n gu t e r N/ihe- r u n g be r echne t sich fiir den Tal l i so t roper t3eweglichkeiteii # bzw. v der E l e k t r o n e n bzw. LScher ein long i tud ina les m a g n e t i - sches M o m e n t pro L/ ingel le inhei t

M #~ I ~ v ' # ~ I ~ 8 ~ ~ + / ~ v (~0H) ~

(#0 = 4 n ' 10 --~ Vs /Am) . Das M a x i m u m t r i t t au f bei /20Hm= (#v)-�89 Ftir nnse r e W i s m i i t p r o b e war dieses Feld /20H~= 20- 10 -a Y s / m ~ ( ~ 2 0 GI3) bei 4,2 ~ K ; m i t s t e igender T e m p e r a - t u r n i m m t H,~ zu e n t s p r e c h e n d der A b n a h m e der Bewegl ich- kei ten. I n der N~ihe des M a x i m u m s werden die m a g n e t i s e h e n Momei i te bei s ta rke l l Stromnbelastuligen yon solcher Gr6Be, dab sic bei g e n a u e n Analyse i i b e a c h t e t werden mtissen. Die theore t i sche B e h a n d l u n g liil3t s ich fiir a l l isotrope Be- wegl iehke i ten erwei tern , zu derell B e s t i m m u l i g sich das be- schr iebene E x p e r i m e n t als E rgg i i zung zu b e k a n n t e n M e t h o d e n e i ther .

Eingegangen am 31. Dezember 1965

Zur Kristallstruktur yon Indium- und Thall iumtrif luorid

C}IRISTOPH ~IEBECKER

Ai io rgan i sch-Chemisches I n s t i t u t der Unive r s i tg t , Mi ins ter (Westf.)

RUDOLF HOPPE

I n s t i t u t ffir Anorgan i sche u n d Ana ly t i s che Chemie der Uii ivers i tgt , GieSeli

I n d i u m - u n d Thal l iumtr i f luor id , zue rs t yon O. HANNEBOHN u n d W. KLEMM [1] re in dargestells geh6rei i zu den wen igen Metal l t r i f luor iden, fiber die b i s lang ke ine Aiigabeli zu r Kr is ta l l - s t r u k t u r vorliegeii [2, 3~. Bei U n t e r s u c h u l l g e n an tern~iren Fluo- rideii des I I Id iums u n d T ha l l i ums [g] wurdet l I n F s u n d T1Fs d u r c h Fluor ieru i ig der Oxide [1~ e rneu t darges te l l t ul ld un t e r - s u c h t D e b y e - S c h e r r e r - A u f i i a h m e n yon InFa (CUK~-Strahlung) s ind d e m D e b y e o g r a m m voii RhF~ [6] u n d ~ - G a F a [6] sehr ghn l i ch u n d kOnnen h e x a g o n a I - r h o m b o e d r i s c h indiz ier t werdell. Die hexago i ia len G i t t e r k o n s t a n t e n (F i lme ichung m i t KC1) siiid:

a = 5,419 A, c = t4,4a A m i t c/~=2,66a; es s ind 3 Formele in- he i t en pro E. Z. vo rha i iden (dr~ = 4,66; d!oy k ~ 4,39 g ' cm-3). U n t e r d e r A i i n a h m e , dab die R a u m g r u p p e D~a--R'~c vorl iegt u n d (bei rhomboedr i s ehe r Aufs te l lung) I n ill 2(b) sowie F ill 6 (e) m i t XF = - - t /6 liegen, s t i m m e n be rechne te ui id geschgtz te In t ens i tg t e l l g u t iiberein. Tha l l iumt r i f luo r id kr is ta l l is ier t n a c h d e m D e b y e o g r a m m (CuKe-Strahlung) ~ihnlich wie Y F a [7] u n d / ? - B i F 3 [8] (Hoch- t e m p e r a t u r f o r m ) . Die A u f n a h m e n k6nl len o r t h o r h o m b i s c h m i t : a = 5,81 A, b = 6,97 A, c = 4,84 A indizier t werden . Es s ind 4 Formeteilihei%en pro Zelle vo rha i iden (d r~=8 ,83 ; dpyk= 8,65 g - c m - ~ ) . O b e r n i m m t m a n v o m /~-BiF 3 R a u m g r u p p e (D21~-Pnma) und P a r a m e t e r (x, y, z): T1 (0353, 0,0.03s); F I (0.52s, 0,0.601) ; /711 (0.165, 0.060, 0.36a), so s t i m m e n berechl le te ul ld b e o b a c h t e t e Intensit~iteii u n t e r Ber t i cks ich t igung der Ab- sorps n a c h Summei i ang le i ch befr iedigend iibereiii (R = 0,17). Die P r i i fung dieses S t r u k t u r v o r s c h l a g e s d u r c h die Ul l te rsu- chul ig voii Einkr is ta l len , die d u t c h die grot3e Empf ind l i ch k e i t des T1F~ gegeii Feuch t i gke i t e r schwer t wird, i s t im Gallge. D e m Fol lds der Chemischen Indus t r i e d a n k e n wir g i r die ulls gew/ihrte Unters t t i tzu i ig .

Eingegangen am 24. Dezember I965

[1] HANNEBOHX, O., U. W. KLEMM: Z. anorg, u. allgem. Chem. 229, 337 (1936). - - [2] Bekannt ist die Struktur you InF 3 , 3H~O; vgl. BOKn u. KHODASHOVA: XristaIlografia 1, 197 ( 1 9 5 7 ) . - [3] Un- sere Untersuehungen am IIIF~ (wie aueh am GaFf) Iiegen zeitlieh welter zurtiek: HOPFE, R., unverSffentL (1955/56}; vgL HoPPE, R.: Habil.-Sehrift (Mtinster t 9 5 8 ) . - [g] HOPPE, R., u. Cm HEBECKER: Z. anorg, u. allgem. Chem. 335, 85 (t965); vgl. auch Diplom-Arbeit CIr. HEBECKER (Miinster t963). - - [5] HEPWORTK, M.A., K . H . JACK, R. D. PEACOCK U. G. J. WESTLAND: Acta t ry s t . 10, 63 (1957). [6] Nach [1] gibt es Anzeiehen ftir die Existenz zweier Formen yon GaF3, was nach [3] best~itigt wird; vgl. KLEM~r, W., U. R. HOPPE: Bult. soc. chim. 1961, 15. Zur Kristallstruktur yon /3-GaF~ siehe: B~EWE~, F.M. , G. GA~TO~ u. D. M. L. GOODOA~E: J. Inorg. & Nuclear Chem. 9, 56 (t959). - - [7] ZALKIN, A., U. D- H. TEMPLETON: J. Am. Chem. Soc. 75, 2453 (1953). - - [8] AUR~VlLLIUS, B.: Acta Chem. Stand. 9, t206 (1955).

Zur Lichtbrechung yon Montmori l lonit mit organischen Zwischenschichten GONTER I~OPPE u n d KARL-FRIEDRICH LANDGRAF

Minera log i sch -Pe t rograph i sches I I Is t i tu t der Univers i t i i t , Greifswald

Die B e s t i m m u i i g der L ich tb rechu l ig quelK/ihiger Toi iminera le m i t der I m m e r s i o n s m e t h o d e l iefert je n a c h den v e r w e n d e t e n o rgan i schen FKiss igkei ten z. T. s t a r k vo i ie inander abwe ichende W e r t e E1--3], die u. a. d u t c h innere Adso rp t ion dieser Fltissig- ke i ten erkl~irt werdell. N a c h V~NDEL [8] geh6ren u. a. Anilin,

Tabelle. Lichtbrechungswerte des Montmorillo~its yon Istenmezeje (bei 110 ~ C getrocknet)

In Flfissigkeit Meg- Lichtbrechung temperatur gemessen berechnet

Brombenzol 76 ~ C t,530 Brombenzol + 1% Anilin 45 ~ C t,546 ~1,543 Brombenzol + 2 % Anilin 42 ~ C t,548 l Brombenzol + t % Chinolin 24 ~ C ' t,560 t,563 Brombenzol + t % o-Toluidin 62 ~ C t,537 ~1,537 Brombenzol + 2% o-Toluidin 60~ 1,538 /

Chinol in u n d o-Toluid in zu den einbauf~higei i , l i ch tb rechungs - ve rgndernde l i Fltissigkeiteli , dagegen Brombenzo l n i c h t Mit e iner dell Ty l lda l l -Ef fek t au s l l u t zenden T e m p e r a t u r v a r i a t i o n s - m e t h o d e zur B e s t i m m u n g der mi t t le re l i L i eh tb rechu l lg k le iner (bis submikroskop i scher ) Teilcheii [g] wurde die Ande ru l ig der L ich tb ree l iung voli Montmor i l lon i t be im Zumenge l i e inbanfg- higer Fli~ssigkeiten zu nicht wirksameli gemessen. Berei~s beim Zumischen voli geringen Meligen Anilin, Chino- lin bzw. o-Toluidin zu Brombenzol, wobei die Lichtbrechung

53. Jg . , H e f t ~, 1966 Kurze Or ig inMmi t t e i lungen t05

des E in lbe t tungsmi t t e l s n u r unwesen t l i ch e rh6h t wird (max . + 0,0005), e rgeben sieh deut l iche ~ n d e r u l l g e n der L ich tb rech l lngs - wer te des b e i l 10 ~ C ge t roekne t en Montmor i l lon i t s yon I s ten- mezej e, Ul lgarn , die den MeB fehler (-t- 0,001) u m ein Mehr faches f ibersteigen (Tab.). Aus R 6 n t g e n u n t e r s u c h u n g e n geh t hervor , dab sich u n t e r d iesen B e d i n g u n g e n die Abst/~nde der S i l ika t sch ich ten des Montmor i l l on i t s vergr6Bern. Ffir ]u~t t rockenes Mater ia l i s t d001= 14,5 ~- Dagegen gil t fiir den bei 110 ~ C get rocki le ten Montmor i t lon i t y o n I s t enmeze j e in

B rombenzo l + 1% Chinol in d001 = t 6, 5 A-, in r e i nem Chinol in d001 = 16,7 ~-.

t % Chinol in bewirk t aiso schon e inen Que l lungszus t and , der d e m in r e inem Chinol in n a h e k o m m t . Auf e inen K6rper , der wie im vor l i egenden Fal l aus paral le- lell Schichtel l m i t ve rsch iedener L i c h t b r e c h u n g u n d yon je- wells k o n s t a n t e r u n d im Vergleich zu r Lichtwel le l l lgnge gerill- ge t Dicke bes teh t , paBt das V~Ziellersche ModelI eines Misch- k5rpers [8~. Dieser erh/i l t eille (zus~tzliche) Fo rmdoppe lb re - c h u n g eines e inachsigei l Kr is ta l l s , dessen opt i sche Aehse au f den Sehich ten s enk rech t s t eh t . Es gil t d a n n

n~o = d in ~ + b~n~ u n d 1/n~ = dl/n ~ + d2/n ~ ,

wobei d~, d 2 die Vo lumenan te i l e ( ( ~ + d e = t) u n d n 1, n~ die L i e h t b r e c h u n g e n der K o m p o n e n t e n bedeu ten . Aus me thod i - schen Grf inden wird die mi t t l e re L i c h t b r e c h u n g n n a c h

= �89 ( ~ + ~) gemessen . Bei A n s e t z u n g der Dicke der Montmor i l lon i t sch ich t zu t0 ,4 ~ (Dicke eiller P y rophy l l i t s ch i ch t p lus mi t f le re Schicht - dicke des res t l icben Wassers ) , der Dieke der absorbier te l l Flfis- s igke i t s seh ich t nach den ROntge l lda ten sowie der L ich tb re - c h u n g der jeweil igen reiilen eiilbauf~Lhigen Flf issigkei t bei der M e B t e m p e r a t u r u n d der m i t B rombenzo l e rmi t t e l t en L ich t - b rechui lg des Montmor i l lon i t s e r rechnen sich mi t f ie re L ich t - b r echungswer t e , die den gemesse i len sehr Ilahe k o m m e n (Tab.). Zwei wei tere Montm0r i l lon i t e (yon Bl lda t6 t6ny , Unga rn , u n d Braf~any, ~ S S R ) zeigen ana loges Verha l t en . Die L ich tb rechungsS .nde rungen s t e h e n also m i t der r6n tgeno- g raph i sch e r m i t t e l b a r e n Que l lung in e inem du rch die Wieller- sche Theor ie erfaf3baren Z u s a m m e n h a n g . V o r a u s s a g e n fiber die GrOl3e solcher Ver /~nderungen s ind d a d u r c h m6glich. A u e h der Einflufl yon H~O ist f ibersehbar.

Eingegangen am 23. Dezember 1965

[11 CORRENG, C, W., U. M. MEHIVIEL: Z. Krist . 94, 337 (t936). - - [2] BAREN, F. A. VAN: Z. Krist . 9S, 464 (1936). - - [81 VENDEL, M.: Chem. d. Erde lS, 325 ( t 9 4 5 ) . - [4] LANDORAF, K.-F.: Silikat-Teeh. 15, 297 ( 1 9 6 4 ) . - [81 WIENER, O.: Physik. Z. 5, 332 (1904).

C h e m i s c h e Z u s a m m e n s e t z u n g des Whitlockits

M. CORL~TT

I n s t i t u t ftir Kr i s t a l lograph ie u n d Pe t rog raph ie der E. T. H. , Ziirich

U, t~EPPLER

Minera log i sch-Kr i s ta l lograph isches I n s t i t u t der T. H. , K a r l s r u h e

Ftir da s m i t Ca l c iumphospha t , sog. S-Ca 3 (POt) 2, r6n tgenogra - ph i sch idel l t isehe Mineral Whi t l ock i t wurde kiirzlich a u f g r u n d ver6f fen t l i ch te r A n a l y s e n versch iedener F u n d o r t e die FormeI Ca 9 (POa)6XHPO 4 a i lgegeben [1~. Dabe i s t e h t X fiir eine Reihe yon K a t i o n e n wie Mg 2+ oder Fe ~+, deren Ionen rad ius kle iner is t als der des Ca 2+. Das MineraI kr is ta l l is ier t in der R a u m - g ruppe R3c m i t 2,0 Fo rme le inhe i t en je Elementarze l le . Null- m e h r konn t e h y d r o t h e r m a l bei 400 ~ C u n d 1200 a rm . s y n t h e - • E i senwhi t loek i t m i t Hilfe e iner Mikrosonde chemiseh ana lys i e r t werdell . Bei 25 kV, e twa 0,05 ~xA Frobe l l s t rom u n d e twa 5 ~z S t r a h l d u r c h m e s s e r w u r d e n folgende W e r t e in Ge- w ich t sp rozen t e rha l t en :

Reelle Statistische Reeller Theoretischer Streuwerte Streuwerte Mittelwert Wert

f/Jr a = l

Ca 31,9--34,t 33,1--33,5 33,3 33,33 P ~8,6--21,3 19,5--t9,9 19,7 20,O3 Fe 3 ,8-- 5,7 5,0-- 5,4 5,2 5,16

Debye- u n d Gu i l l i e r au fnabmen ze ig ten schar fe Linien. E ine Var i a t ion der chemi sehen Z n s a m m e n s e t z u n g des syn the t i s i e r - t en Whi t loek i t s (Krist i i l lehen yon e twa 0,05 m m Gr6Be) k a n n dahe r n i eh t groB sein. Die S t r e u u n g der MeBwerte is t m6gl icher- weise z u m Tell auch auf mik roskop i sch nachgewiesei le L6cher u n d Hohlr~iume in den Kr is ta l len zurt ickzufi ihren. Bei dell er- w~Lhllten Sy l l t hesebed ingungen enthXlt de r darges te l l t e E i sen- whi t loeki t s t e t s B e i m e n g u n g e n ande re r Phasen , die bei naB- chemischen A n a l y s e n m e t h o d e n alas Ergebi l is verf~ilschen. Mi t der Mikrosonde kon l l t en diese Schwierigkeitenl u m g a n g e n wer- den. Der Del l t schen Forsehungsgemein l scha f t wird fiir die Un te r - s t i i t zung der Arbe i t en gedaukL

Eingegangen am 27. Dezember 1965

[11 KEPPLER, U. : Neues Jahrb. Mineral Monatsh. 6, 171--176 (1965).

Die Bildung von Pyrophyllit und Andalusit zwischen 2000 und 7000 Bar H20-Druck

EGON ALTHAUS

Minera logisch-Pet ro logisches Institute der Univers i t~ t , GSt t ingen

Die R e a k t i o n e n [1] Kaol in i t + Q u a r z ~ - P y r o p h y l l i t + W a s s e r sowie [2] Pyrophyl l i t , - -~-Andalus i t+ Q u a r z + W a s s e r w u r d e n schon m e h r m a l s experimer~tell n ~ e r s u c h t [ t - - ~ ] . Die Lage der P h a s e n g r e n z e n var i ie r t d a n a c h jedoch so s t a rk (Fig. t), dab die K u r v e n bei der D i skuss ion der E n t s t e h u n g nat i i r l icher Pa r agenesen n i ch t a n z n w e n d e n sind. D a h e r w u r d e n die Gleieh- gewiehtskurve l l Ifir die R e a k t i o n e n [11 u n d [2] u n t e r kont ro l - l ier ten Bed ingunge l l aueh oberha lb 4000 Bar b e s t i m m t .

kb A ~ B

+To

350 400 450 500 550 600 ~

Fig. 1. Phasengrenzen: A flit Reaktion [1], B ffir Reaktion [2]; frfiher best immte Phasengrenzen fiir Reaktion [1]: a aus [2], baus [3] ; ftir Reaktion [2] : c aus [el, d aus [81, e aus [11 und J aus [4]

Die Experi lnenlte w u r d e n in zugeschweif3ten Goldkapse ln i sochemisch durchgef i ihr t . Die T e m p e r a t u r e n w u r d e n in der 13ombe u n t e r B e t r i e b s b e d i n g u n g e n gemessen. Die Uns i che rhe i t der T e m p e r a t u r a n g a b e is t dahe r n i ch t gr613er als 4- 5 ~ C. A u s g a n g s s u b s t a n z e n fiir die E x p e r i m e n t e : Fiir R e a k t i o n [1] ein Gemisch aus 60% Kao l in i t (Schna i t t enbach) ulld 40% Quarz (D6rent rup) ; ftir R e a k t i o n [2] ein Gemisch aus 65% P y r o p h y n i t (N-Carolina), 20% Quarz, 7,5% Anda lu s i t (Minas Geraes) u n d 7,5% Si l l imani t (Custer, S-Dacota) . Quarz u n d "vVasser waren im 13berschuB vorhandel l . Die Versuchsze i t be t rug 3 - - 1 2 Wochen . , ,Hin" -Reak t ionen l liefen in 3-VVocheil vollst~indig ab, aber u m , , R i i e k " - R e a k t i o n e n zu beobaehtel l , war me i s t eine l~ingere Versuchsze i t n6tig. Die K u r v e n A bzw. B ill der F igu r s ind die so e rmi t t e l t en P h a s e n g r e n z e n flit die R e a k t i o n e n [1] bzw. [2]. Reversibilit i~t der R e a k t i o n [1], 7Kurve 2t, wu rde n a h e der P h a s e n g r e n z e bei 7 kb u n d e twa 390 u n d 380 ~ C nachgewiesen , ffir die R e a k t i o n [2], K u r v e B, bei 7 kb ulld 500- -510 ~ C sowie bei 2 kb u n d 480 ~ C. - - I n al len E x p e r i m e n t e n bi ldete s ich a u c h bei Ver- suchsze i t en y o n nu r 3 W o c h e n r icht iger A n d a l u s i t u n d n i ch t der yon allen fr t iheren A u t o r e n e rha l tene X-Anda lus i t . ]3el 7 kb l lnd 550~ bildete sich r icht iger Al ldalus i t a u e h dann , wenn keine A n d a l u s i t k e i m e anwesend waren (Versuchszei t : 9 Wochen) . Die Menge der S i l l imani tke ime n a h m s te t s ab. Anda lu s i t i s t also bei den b isher u n t e r s u c h t e n D r u c k e n die b e im P y r o p h y l l i t a b b a u s tab i l gebi ldete A12SiOs-Modifikation.