反尖晶石型结构
化学名词
若A2+分布在八面体空隙、而B3+ 一半分布于四面体空隙另一半分布于八面体空隙,通式为B(AB)O4,称为反尖晶石
正尖晶石
normal spinel
在AB2O4尖晶石晶体结构中,若A2+分布在四面体空隙、而B3+分布于八面体空隙,称为正尖晶石;
反尖晶石
inverse spinel
尖晶石群
spinel group
尖晶石群矿物的化学式通式为XY2O4,X 为+2 价的阳离子,Y 是+3 价的阳离子,而氧原子在(111)的面上以立方紧密堆积(cubic close packing, CCP or face-centered close packing, FCC)排列,X 和Y 则分别位在氧所构成的四面体八面体的孔隙中。
尖晶石群矿物依成份可分为三个不同的尖晶石系列,以下为各系列之矿物名称和化学式:
·Spinel series(尖晶石系列):
1.Spinel(尖晶石) MgAl2O4
2. Hercynite(铁尖晶石) Fe2+Al2O4
3. Gahnite(锌尖晶石) ZnAl2O4
4. Galaxite(锰尖晶石) MnAl2O4
·Magnetite series(磁铁矿系列):
1.Magnesioferrite(镁铁矿) MgFe3+2O4
2. Magnetite(磁铁矿) Fe2+Fe3+2O4
3. Maghemite(磁赤铁矿) γ- Fe3+2O4
4. Ulvöspinel(钛铁尖晶石) Fe2+2TiO4
5. Franklinite(锌铁尖晶石) ZnFe3+2O4
6. Jacobsite(锰铁矿) MnFe3+2O4
7. Trevorite(镍磁铁矿) NiFe3+2O4
·Chromite series(铬铁矿系列):
1.Magnesiochromite(镁铬铁矿) MgCr2O4
2. Chromite(铬铁矿) Fe2+Cr2O4
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结构特点
一个晶胞可分成8个小立方体,共面的小立方体是不同类型的,即质点排列情况不一样;而共棱的小立方体是相同类型,质点排列情况一样,换句话说尖晶石的晶胞是由8个小块拼合而成,分两种情况:A块、B块。
A块主要显示Mg2+占据四面体空隙,B块主要显示Al3+占据八面体空隙
A块离子排列情况? 4个O2-位于顶角和面心处,即O2-作面心立方堆积。3/2个Al3+位于6条边中心,即处于O2-堆积体的八面体空隙中。2个Mg2+在一条对角线方向,与三个面心处和一个顶角的O2-相连,即处于O2-堆积体的四面体空隙中。
B块离子堆积情况? 4个O2-位于面心和顶角处与A块一样,5/2个Al3+位于体心和六条边中心。在O2-八面体空隙中B块中没有Mg2+。
在一个尖晶石晶胞中,共有32个O2-、16个Al3+、8个Mg2+。 32个O2-作立方密堆时,可形成64个四面体空隙,32个八面体空隙,8个Mg2+填充1/8四面体空隙,16个Al3+填充1/2八面体空隙,结构中存在较多空位。 如果16个Al3+中有8个Al3+占据8个四面体空隙,另8个Al3+与8个Mg2+占据16个八面体空隙,形成的结构称反尖晶石结构,通式B(AB)O4。
如镁铁尖晶石 Fe3+(Mg2+Fe3+)O4—MgO·Fe2O3
磁铁矿 Fe3+( Fe2+Fe3+)O4—FeO·Fe2O3—Fe3O4
Al-O、Mg-O均形成较强离子键,结构牢固,硬度大,熔点高:2135℃,比重大:3.55,化学性质稳定,无解理,是重要的耐火材料。
参考资料
最新修订时间:2023-10-16 21:48
目录
概述
正尖晶石
反尖晶石
尖晶石群
参考资料