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词条 反尖晶石型结构
释义

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(图一),X 和Y 则分别位在氧所构成的

四面体或八面体的孔隙中(图二和图三)。

图一、以多面体相连接所呈现之尖晶石结构图,尖晶石[111] 方向垂直页面。

若以尖晶石群中的尖晶石(MgAl2O4)来说,Mg2+(X)系占据粉红色的四面体孔

隙,Al3+(Y)则是位於蓝色的八面体孔隙。(图片出处:

四面体孔隙八面体孔隙

图二、配位数为4 的四面体孔隙(tetrahedral site)与配位数为6 的八面体孔隙

(octahedral site)

图三、尖晶石之单位晶胞图,显示出氧原子、八面体孔隙、和四面体孔隙的位置。

每一单位晶胞包含了56 个原子,即8 单位的尖晶石化学式XY2O4

正尖晶石(normal spinel)结构与反尖晶石(inverse spinel)结构

尖晶石结构中被阳离子填满八面体孔隙是被填满四面体孔隙的两倍,尖晶石的化

学式是XY2O4,其一种可能是全部的Y(+3)填入八面体孔隙与全部X(+2)填入四

面体孔隙,称之为正尖晶石结构。另一种可能是用X(+2)填入八面体孔隙,并用

一半的Y(+3)填入四面体孔隙,剩下的一半的仍然填入八面体孔隙,这样产生的

结构称为反尖晶石,正尖晶石结构和反尖晶石结构的尖晶石群矿物请参见表一。

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+

2O3

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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更新时间:2025/3/22 15:23:14