DYNAMICAL PROPERTIES OF THE Li⁺, 3H₂O HYDRATE IN THE INTERLAMELLAR SPACE OF A SWELLING CLAY

Résumé
Li⁺ 3H₂O est l'état d'hydratation stable le plus faible de l'hectorite lithium. Les grandeurs gouvernant l'absorption du rayonnement infra-rouge (fréquences de vibrations, coefficient d'absorption intégré) montrent que l'eau de l'hydrate du lithium dans l'espace interlamellaire est dans un état intermédiaire entre le gaz et le liquide, pratiquement sans liaison hydrogène (Fig. 1, tableau I). Le modèle dynamique établi à partir des données de R.M.N. du ¹H e t de ⁷Li est décrit par deux mouvements de réorientation (Fig. 2) : . une rotation rapide de la molécule d'eau autour de son axe C₂ ; . une rotation lente de l'ensemble de l'hydrate par rapport à l'axe c du feuillet. Par diffusion quasi-élastique des neutrons, on a : . précisé les temps de corrélation des 2 mouvements de l'hydrate plat (Tableau II) ; . montré la structure bidimensionnelle et l'anisotropie du mouvement lent, . montré l'absence d'activation thermique des deux mouvements entre 240 et 300 K (Fig. 3).

Abstract
Li⁺ 3H₂O is the lowest stable hydration state of the lithium hectorite. From the IR spectroscopy data (bending and stretching frequencies, integrated intensities) the water in the clay interlamellar space appears in a state intermediate between gaz and liquid, not involved in any hydrogen bond. From ¹H and ⁷Li NMR data, the dynamical model established is explained by two reorientational motions : . a fast motion of the water molecule around C₂ axis ; . a slow rotation of the whole hydrate with respect to the c axis of the clay platelet. By quasi-elastic neutron scattering, . the correlation times of the both motions are determined, . the anisotropy of the motions is proved, . the absence of thermal activation for the both motions between 240 and 300 K is shown.