尖晶石的晶體結構包扣哪些?

  尖晶石的晶體結構包扣哪些?接下來生辰為你尋找答案。尖晶石化學成分中類質同象替代很普遍,常可含鐵、鋅、鉻、錳等。八面體晶形很常見;還常以八面體面為雙晶面和接合面構成雙晶,稱為尖晶石律雙晶。

  晶體結構
  尖晶石晶體,屬於等軸晶系,為面心立方,z=8。基本結構是氧按abc順序在垂直於(111)方向堆積。四面體與八面體層相間,四面體與八面體數之比為2:1。尖晶石結構可看作氧離子形成立方最緊密堆積,再由x離子占據64個四面體空隙的1/8,即8個a位,y離子占據32個八面體空隙的1/2,即16個b位。由此得出尖晶石單位晶胞的通式為x8y16o32,簡約後常寫作xy2o4〔1~5〕。

  尖晶石的晶體包括正常尖晶石型結構、反尖晶石型結構。

  正常尖晶石型結構:氧離子成立方緊密堆積,三價陽離子占據六次配位的八面體空隙,二價陽離子占據四次配位的四面體空隙。正尖晶石結構,結構通式xy2o4,x為二價陽離子,y為三價陽離子。其中x占據四面體位置,y占據八面體位置。

  反尖晶石型結構:二價陽離子和半數三價陽離子占據八面體空隙,另半數三價陽離子占據四面體空隙。反尖晶石型結構又稱倒置尖晶石型結構。若結構中所有的x陽離子和一半的y陽離子占據八面體位置,另一半y陽離子占據四面體位置,則稱反尖晶石結構,結構通式y[xy]o4。磁鐵礦(fe2+feo4)的結構即屬此種類型

  大多數天然尖晶石都具有介於這兩種極端間的陽離子分布,其a、b位離子化合價比為2:3。在現有百餘種尖晶石結構化合物中,除2:3外電價比最常的是4:2,其結構多為反尖晶石結構,如timg2o4,tizn2o4,timn2o4。反型結構可看作8個a位離子與16個b位離子中的8個進行相互換位,即8個y2+離子進入四面體間隙(a位),而剩下8個y2+離子與8個x4+離子復合占據正常情況下b位的八面間隙。除正反兩種極端情況外,還可能有混合型中間狀態分布。這樣可用反分布率α定量表示x離子佔八面體上的分數,從而將各種尖晶石結構通式擴充如下:
  正型:(x)四面體〔y2〕八面體o4,α=0;
  反型:(y)四面體〔x,y〕八面體o4,α=1;
  混合型:(yα,x1-α)四面體〔xα,y2-α〕八面體o4,0<α<1。

  正與反型的屬性及反位的程度對於化合物材料的性能有較大影響。對於常見的2∶3和4∶2電價比的尖晶石結構,似乎前者趨正型,後者趨反型。但縱觀全部物種,不僅有相當數量趨於混合型,且范圍程度不能確定,而且還有若干品種完全不遵從這一規律。影響這種分布的因素極其復雜,有離子鍵的靜電能、離子半徑、共價鍵的空間分布、晶體場等諸多方面。根據經驗數據可將大部分二、三價離子的優先順序排出:zn2+,cd2+,ga2+,in3+,mn2+,fe3+,mn3+,fe2+,mg2+,cu2+,co2+,ti3+,ni2+,cr3+。越往前傾向於四面體填隙,反之傾向八面體填隙。陽離子的分布對尖晶石型材料的性能也有重大影響〔1,4〕。

  尖晶石化學成分中類質同象替代很普遍,常可含鐵、鋅、鉻、錳等。八面體晶形很常見;還常以八面體面為雙晶面和接合面構成雙晶,稱為尖晶石律雙晶。尖晶石由接觸變質作用形成,或由岩漿結晶而產於基性、超基性火成岩中。透明而色澤艷麗的尖晶石是高檔寶石材料。

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