Optische Untersuchungen zur Aufklärung des Molekularbaus der Zinkphosphatgläser und des Kupfer(II)-Metaphosphatglases

Abstract

The structure of zinc phosphate glasses, especially the metaphosphate ZnP2O6, was investigated by means of optical absorption and, to some extent, remission measurements on glasses containing Co2+, Ni2+ and Cu2+. In ZnP2O6 a large fraction of the Zn2+ ions are tetrahedrally coordinated with four oxygens as are the P5+ ions. Only a small fraction of the Zn2+ Ions are in more or less octahedral co-ordination with six oxygens. In glassy CuP2O6 all the Cu2+ ions are in approximately octahedral co-ordination with six oxygens and the structure is thus basically different from that of ZnP2O6 glass. If an excess of either ZnO or P20, is added to ZnP2O6 the fraction of zinc ions co-ordinated with four oxygens decreases, more six co-ordinated zinc ions being produced, in the resultant glasses. On tente, à l'aide de mesures d'absorption et de remission optique effectuées sur des verres auxquels on a incorporé les traceurs colorés Co2+, Ni2+ et Cu2+, d'éclaircir la structure des verres au phosphate de zinc — et en particulier celle du verre au metaphosphate de zinc ZnP2O6. Dans le verre ZnP2O6, non seulement les ions P5+, mais également la plupart des ions Zn2+ possèdent un, environnement tétraédrique constitué de quatre ions oxygène. Une petite partie seulement des ions Zn2+ peuvent avoir, dans le verre ZnP2O6, un environnement plus ou moins octaédrique constitué de six ions oxygène. Dans le verre de metaphosphate de cuivre CuP2O6, tous les Ions Cu2+ ont un environnement plus ou moins octaédrique composé de six ions oxygène. La structure de ce verre se distingue donc fondamentalement du verre de metaphosphate de zinc ZnP2O6. Si l'on introduit un excès de ZnO ou de P205 dans le mélange de la composition ZnP2O6, la concentration des ions zinc à environnement tétraédrique de quatre ions oxygène décroit dans les verres correspondants tandis que la concentration, des ions zinc à environnement octaédrique de six ions oxygène augmente. Mit Hilfe optischer Absorptions- und teilweise auch Remissions-Messungen an mit Co2+, Ni2+ und Cu2+ als Farbindikatoren dotierten Gläsern wird der Versuch unternommen, die Struktur von Zinkphosphatgläsern — besonders des Zinkmetaphosphatglases ZnP2O6 — aufzuklären. Im ZnP2O6-Glas sind nicht nur die P5+ -Ionen tetraedrisch von je vier Sauerstoffionen umgeben, sondern ebenso auch der größte Teil der Zn2+ -Ionen. Nur ein kleiner Teil der Zn2+ -Ionen dürfte im ZnP2O6-Glas mehr oder weniger oktaedrisch von je sechs Sauerstoffionen umgeben sein. Im Kupfermetaphosphatglas CuP2O6 sind alle Cu2+ -Ionen mehr oder weniger oktaedrisch von je sechs Sauerstoffionen umgeben. Die Struktur dieses Glases unterscheidet sich demnach grundsätzlich von der des Zinkmetaphosphatglases ZnP2O6. Gibt man zur Mischung der Zusammensetzung ZnP2O6 überschüssiges ZnO oder aber P2O5, so nimmt in den zugehörigen Gläsern die Konzentration der tetraedrisch von vier Sauerstoffionen umgebenen Zinkionen ab, während die Konzentration der oktaedrisch von sechs Sauerstoffionen umgebenen Zinkionen ansteigt.