R.P.E. de la fluorite naturelle : inventaire des ions lanthanides et autres impuretés paramagnétiques

Résumé En Fr

E.P.R. studies of paramagnetic centers in natural fluorite show that the great majority of these centers are substitutional lanthanide ions. No iron group ions have been observed. E.P.R. enables us to identify the nature and charge-state of the substitutional rare-earth ions (trivalent for gadolinium, erbium, ytterbium, neodymium, cerium and dysprosium, divalent for europium, thulium and holmium). Although europium can enter the lattice as Eu⁺⁺ under sufficiently reducing crystallisation conditions, this is not the case for thulium and holmium. The divalent charge state of these ions is probably due to ionising radiation. The presence in the crystal of a trivalent ion L⁺⁺⁺ implies a charge deficit which must be compensated. The compensating ion can form a complex with the rare-earth ion. The complexes Gd⁺⁺⁺-Na⁺, Er⁺⁺⁺-F⁻, Ce³⁺-F⁻, Nd³⁺-F⁻ have been observed.

L'inventaire des centres paramagnétiques de la fluorite naturelle montre que la grande majorité des centres présents dans ce minéral est due à des ions lanthanides substitutionnels. Aucun ion du groupe du fer n'est observé. La R.P.E. a permis de préciser la nature de la terre rare substitutionnelle et son état de charge (trivalent pour le gadolinium, l'erbium, l'ytterbium, le néodyme, le cérium et le dysprosium, divalent pour l'europium, le thulium et l'holmium). L'europium peut entrer dans le réseau sous la forme divalente lorsque les conditions de cristallisation sont suffisamment réductrices, mais il n'en est pas de même pour le thulium et l'holmium qui n'entrent dans le réseau que sous la forme trivalente. L'état de charge divalent observé pour ces ions est probablement un état métastable dû à un rayonnement ionisant. La présence dans le cristal d'un ion L⁺⁺⁺ entraîne un défaut de charge électrique qui doit être compensé et le compensateur peut se complexer avec l'ion terre rare. Les complexes Gd⁺⁺⁺-Na⁺, Er⁺⁺⁺-F⁻, Ce³⁺-F⁻, Nd³⁺-F⁻ ont été observés.