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反尖晶石型結構

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1正尖晶石

normal spinel
在AB2O4尖晶石型晶體結構中,若A2+分佈在四面體空隙、而B3+分佈於八面體空隙,稱為正尖晶石;

2反尖晶石

inverse spinel
若A2+分佈在八面體空隙、而B3+ 一半分佈於四面體空隙另一半分佈於八面體空隙,通式為B(AB)O4,稱為反尖晶石。

3尖晶石群

spinel group
尖晶石群礦物的化學式通式為XY2O4,X 為+2 價的陽離子,Y 是+3 價的陽離子,而氧原子在(111)的面上以立方緊密堆積(cubic close packing, CCP or face-centered close packing, FCC)排列,X 和Y 則分別位在氧所構成的四面體或八面體的孔隙中)。
尖晶石群礦物依成份可分為三個不同的尖晶石系列,以下為各系列之礦物名稱和
化學式:
Spinel series(尖晶石系列)
1. Spinel(尖晶石) MgAl2O4
2. Hercynite(鐵尖晶石) Fe2+Al2O4
3. Gahnite(鋅尖晶石) ZnAl2O4
4. Galaxite(錳尖晶石) MnAl2O4
Magnetite series(磁鐵礦系列)
1. Magnesioferrite(鎂鐵礦) MgFe3+2O4
2. Magnetite(磁鐵礦) Fe2+Fe3+2O4
3. Maghemite(磁赤鐵礦) γ- Fe3+2O4
4. Ulvöspinel(鈦鐵尖晶石) Fe2+2TiO4
5. Franklinite(鋅鐵尖晶石) ZnFe3+2O4
6. Jacobsite(錳鐵礦) MnFe3+2O4
7. Trevorite(鎳磁鐵礦) NiFe3+2O4
Chromite series(鉻鐵礦系列)
1. Magnesiochromite(鎂鉻鐵礦) MgCr2O4
2. Chromite(鉻鐵礦) Fe2+Cr2O4
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4結構特點

反尖晶石型結構
一個晶胞可分成8個小立方體,共面的小立方體是不同類型的,即質點排列情況不一樣;而共棱的小立方體是相同類型,質點排列情況一樣,換句話說尖晶石的晶胞是由8個小塊拼合而成,分兩種情況:A塊、B塊。
A塊主要顯示Mg2+佔據四面體空隙,B塊主要顯示Al3+佔據八面體空隙。
A塊離子排列情況? 4個O2-位於頂角和面心處,即O2-作面心立方堆積。3/2個Al3+位於6條邊中心,即處於O2-堆積體的八面體空隙中。2個Mg2+在一條對角線方向,與三個面心處和一個頂角的O2-相連,即處於O2-堆積體的四面體空隙中。
B塊離子堆積情況? 4個O2-位於面心和頂角處與A塊一樣,5/2個Al3+位於體心和六條邊中心。在O2-八面體空隙中B塊中沒有Mg2+。
在一個尖晶石晶胞中,共有32個O2-?16個Al3+?8個Mg2+?含有8個分子MA。 32個O2-作立方密堆時,可形成64個四面體空隙,32個八面體空隙,8個Mg2+填充1/8四面體空隙,?6個Al3+填充1/2八面體空隙,結構中存在較多空位。 如果16個Al3+中有8個Al3+佔據8個四面體空隙,另8個Al3+與8個Mg2+佔據16個八面體空隙,形成的結構稱反尖晶石結構,通式B(AB)O4。
如鎂鐵尖晶石 Fe3+(Mg2+Fe3+)O4—MgO·Fe2O3
磁鐵礦 Fe3+( Fe 2+Fe3+)O4—FeO Fe2O3?Fe3O4
Al-O、Mg-O均形成較強離子鍵,結構牢固,硬度大,?熔點高2135℃,?比重大?3.55?,化學性質穩定,無解理,是重要的耐火材料。
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