Из этого обсуждения ясно, что EXAFS-спектроскопия,
благодаря способности регистрировать связи металл-металл,
обладает необходимой чувствительностью для идентификации
фаз-носителей, а также любых осадков сорбата. Этот метод
позволяет уловить даже малые вариации в геометрии,
межатомных расстояниях и состоянии окисления химического
элемента.
Способность EXAFS-спектра различать структурное
окружение атома хорошо иллюстрируется на примере
семейства манганатов, которое включает огромное количество
минералов. Диагностика основывается на том, что манганаты
различаются по ряду характеристик: по числу октаэдров,
соединенных ребрами и вершинами, по отношению Mn
3+
: Mn
4+
,
по особенностям структуры. Все эти особенности EXAFS-
спектроскопия успешно выявляет (Чухров и др., 1989).
Но различать филлосиликаты по EXAFS-спектрам трудно,
так как эти минералы в химическом и структурном отношении
слишком сложные: включают большое количество катионов
(Al, Si, Fe, Mg и др.) и имеют различные структуры – три- и
диоктаэдрические.
Идентификация форм металлов.
При обсуждении этого
вопроса рассмотрим модельную систему «Zn +
филлосиликаты», которая выбрана благодаря значительной
распространенности в почвах и высокой химической
активности поверхности филлосиликатов. На примере этой
модели покажем, как EXAFS-спектроскопия способна
различать механизмы сорбции металлов.
Как известно, филлосиликаты сложены из одного
центрального слоя октаэдров и двух слоев тетраэдров.
Существует два типа мест на поверхности: постоянный
отрицательный заряд структуры базальных плоскостей,
образующийся в результате гетеровалентного изоморфного
замещения катионов в решетке, и рН-зависимый заряд на
ребрах слоев, образующийся за счет свободных атомов
кислорода. Металл, сорбируемый на базальной плоскости,
формирует внешнесферный поверхностный комплекс и поэтому
Электронная книга СКБ ГНУ Россельхзакадемии
