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尖晶石的晶体结构包扣哪些？

尖晶石的晶体结构包扣哪些？

发布时间：2007-12-08加入收藏来源：互联网点击：

　　尖晶石的晶体结构包扣哪些？接下来生辰石为你寻找答案。尖晶石化学成分中类质同象替代很普遍，常可含铁、锌、铬、锰等。八面体晶形很常见；还常以八面体面为双晶面和接合面构成双晶，称为尖晶石律双晶。

　　晶体结构
　　尖晶石晶体，属于等轴晶系，为面心立方，Z=8。基本结构是氧按ABC顺序在垂直于（111）方向堆积。四面体与八面体层相间，四面体与八面体数之比为2:1。尖晶石结构可看作氧离子形成立方最紧密堆积，再由X离子占据64个四面体空隙的1/8，即8个A位，Y离子占据32个八面体空隙的1/2，即16个B位。由此得出尖晶石单位晶胞的通式为X8Y16O32，简约后常写作XY2O4〔1～5〕。

　　尖晶石的晶体包括正常尖晶石型结构、反尖晶石型结构。

　　正常尖晶石型结构：氧离子成立方紧密堆积，三价阳离子占据六次配位的八面体空隙，二价阳离子占据四次配位的四面体空隙。正尖晶石结构，结构通式XY2O4，X为二价阳离子，Y为三价阳离子。其中X占据四面体位置，Y占据八面体位置。

　　反尖晶石型结构：二价阳离子和半数三价阳离子占据八面体空隙，另半数三价阳离子占据四面体空隙。反尖晶石型结构又称倒置尖晶石型结构。若结构中所有的X阳离子和一半的Y阳离子占据八面体位置，另一半Y阳离子占据四面体位置，则称反尖晶石结构，结构通式Y[XY]O4。磁铁矿（Fe2+FeO4）的结构即属此种类型。

　　大多数天然尖晶石都具有介于这两种极端间的阳离子分布，其A、B位离子化合价比为2：3。在现有百余种尖晶石结构化合物中，除2：3外电价比最常见的是4：2，其结构多为反尖晶石结构，如TiMg2O4，TiZn2O4，TiMn2O4。反型结构可看作8个A位离子与16个B位离子中的8个进行相互换位，即8个Y2+离子进入四面体间隙（A位），而剩下8个Y2+离子与8个X4+离子复合占据正常情况下B位的八面体间隙。除正反两种极端情况外，还可能有混合型中间状态分布。这样可用反分布率α定量表示X离子占八面体上的分数，从而将各种尖晶石结构通式扩充如下：
　　正型：（X）四面体〔Y2〕八面体O4，α=0；
　　反型：（Y）四面体〔X，Y〕八面体O4，α=1；
　　混合型：（Yα，X1－α）四面体〔Xα，Y2－α〕八面体O4，0<α<1。


　　正与反型的属性及反位的程度对于化合物材料的性能有较大影响。对于常见的2∶3和4∶2电价比的尖晶石结构，似乎前者趋正型，后者趋反型。但纵观全部物种，不仅有相当数量趋于混合型，且范围程度不能确定，而且还有若干品种完全不遵从这一规律。影响这种分布的因素极其复杂，有离子键的静电能、离子半径、共价键的空间分布、晶体场等诸多方面。根据经验数据可将大部分二、三价离子的优先顺序排出：Zn2+，Cd2+，Ga2+，In3+，Mn2+，Fe3+，Mn3+，Fe2+，Mg2+，Cu2+，Co2+，Ti3+，Ni2+，Cr3+。越往前倾向于四面体填隙，反之倾向于八面体填隙。阳离子的分布对尖晶石型材料的性能也有重大影响〔1，4〕。

　　尖晶石化学成分中类质同象替代很普遍，常可含铁、锌、铬、锰等。八面体晶形很常见；还常以八面体面为双晶面和接合面构成双晶，称为尖晶石律双晶。尖晶石由接触变质作用形成，或由岩浆结晶而产于基性、超基性火成岩中。透明而色泽艳丽的尖晶石是高档宝石材料。