Characterization of Silanol Groups in Protonated Magadiite by 1H and 2H Solid-State Nuclear Magnetic Resonance
Silanol groups in protonated magadiite (H-magadiite) were characterized by 1H and 2H solid-state nuclear magnetic resonance (NMR). H-magadiite and deuterated (D) magadiite were synthesized by the treatment of Na-rich magadiite with 0.2 N HC1 and 0.2 N DC1, respectively. In the ’H NMR spectrum measured at room temperature, silanol groups of H-magadiite showed two signals at 3.75 and 5.70 ppm, indicating that two types of silanol groups were present. The ratio of silanol groups associated with strong hydrogen bonding (5.70 ppm) to those with weaker hydrogen bonding (3.75 ppm) was 2 to 1. The 2H NMR spectra of deuterated magadiite were measured in the temperature range from 150 to 440 K. In the spectra measured at temperatures below 294 K, silanol groups showed Pake doublet patterns. These patterns were composed of two components corresponding to the two types of silanol groups shown in the ‘H NMR analysis. Both silanol groups produced wobbling motions with increasing temperature. Above 294 K, the profile of the Pake doublet pattern was transformed gradually to a near triangular pattern, indicating that the silanol groups underwent other motions also, such as a two-site jump.
Diversity of Magadiite
Some differences in intracrystalline reactivity reveal a structural variability of natural and synthetic magadiites which is more pronounced than originally expected from very similar or identical X-ray powder patterns. A highly reactive potassium silicate is strongly related to magadiite but is not identical with the potassium form of magadiite. The structural variability becomes evident in the MAS-NMR spectra. The Q4/Q3 ratio of the individual samples varies over a broad range. The general formula of the layered alkali silicates (M = Na, K) is MzHx–zSiO2+x/2 · x′H2O or MmHn–mSi14O28+n/2 · xH2O where x/z is obtained from the Q4/Q3 ratio and z is determined by chemical analysis. Values of X = 0.27–0.30 and z = 0.15–0.20 are abundant. 
 
 
 
Zur Mannigfaltigkeit des Magadiits 
 
 
 
Unterschiede im intrakristallinen Reaktionsvermogen zeigen, das sich naturliche und synthetische Proben von Magadiit trotz sehr ahnlicher oder auch identischer Pulverdiagramme strukturell merklich unterscheiden. Starke Unterschiede treten auch zu einem eng verwandten Kaliumschichtsilicat auf, das sich durch erhohte Reaktionsfahigkeit von der Kaliumform des Magadiits unterscheidet. Die strukturellen Unterschiede der einzelnen Proben werden in MAS–NMR-Spektren deutlich sichtbar. Das Q4/Q3-Verhaltnis variiert uber einen weiten Bereich. Daher kann die allgemeine Formel des Magadiits und des Kaliumsilicates (M = Na+, K+) geschrieben werden MzHx–zSiO2+x/2 ·x′H2O oder MmHn–mSi14O28+n/2 · xH2O, wobei X aus dem Q4/Q3 – Verhaltnis und z aus der chemischen Analyse erhalten werden. Werte von X zwischen 0,27 und 0,30 und von z = 0,15–0,20 scheinen bevorzugt vorzukommen.
Hochauflösende Festkörper-NMR-untersuchungen an Kieselsäuren. II: Hochauflösende 1H-Festkörper-NMR-Untersuchungen an polykristallinen Phyllokieselsäuren (H2Si2O5)x mit Hilfe von Vielimpulsverfahren bei tiefem und hohem Magnetfeld
Die α- und die δ-Form der Phyllokieselsaure (H2Si2O5)x werden mit Hilfe von 1H-Vielimpulsverfahren (MREV8, BR24) und kombinierten Verfahren von Vielimpulsmethode und schnellrotierender Probe zur NMR-Festkorperhochauflosung bei tiefem (1,42 T) und hohem (6,35 T) Magnetfeld untersucht. Die NMR-Spektren beider Proben weisen neben dem SiOH-Signal als Hauptkomponente eine Nebenkomponente auf, die als Wassersignale identifiziert werden. Fur die SiOH-Gruppen in beiden Formen der Phyllokieselsaure werden die Anisotropie des Abschirmtensors der Protonen Δσ und der isotrope Wert der chemischen 1H-Verschiebung δ bestimmt. Auf Grundlage dieser Werte wird ein Modell fur die Wasserstoffbruckenbindung in den Phyllokieselsauren abgeleitet. Im Vergleich zur α-Form bilden die SiOH-Gruppen in δ-(H2Si2O5)x-schwachere Wasserstoffbrucken aus. 
 
 
 
Solid-State High Resolution N.M.R. Studies of Silicic Acids. II. Solid-State High Resolution 1H N.M.R. Studies of Polycrystalline Phyllosilicic Acids (H2Si2O5)x by Using Combined Multiple Pulse Magic Angle Spinning Techniques at Low and High Magnetic Fields 
 
 
 
The α- and δ-phases of the phyllosilicic acid (H2Si2O5)x are studied by means of multiple pulse techniques (MREV8, BR24) and combined multiple pulse-magic angle spinning experiments at low (1.42 T) and high (6.35 T) magnetic fields. In addition to the main signal due to SiOH groups the NMR spectra of both samples show a small peak which can be assigned to water molecules. For the SiOH groups of both phases the anisotropy of the proton shielding tensors Δσ and the isotropic chemical shift values δ are obtained. According to the N.M.R. results a model for the hydrogen bonds is derived for the phyllosilicic acids. Compared with the α-phase, the SiOH groups in the δ-phase form weaker hydrogen bonds.