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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