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尖晶石的结构类型

发布日期： 2018-01-20 00:00:00 阅读量（1853）作者：

在尖晶石族矿物的组成通式AB2O4中，A、B为金属离子，O通常为氧离子，也可以是氟(F)离子、氰(CN)离子和琉(S)离子等。镁铝尖晶石MgAl2O4是其代表性矿物，其结构如图1所示。

图1 尖晶石的晶体结构

在尖晶石结构中，离子半径大的O2-离子作立方最紧密堆积，在其空隙内充填Mg2+和Al3-阳离子。尖晶石的单位晶胞内含有8个单位的MgAl2O32也可以写成Mg8AllfiOs2，所以有32个O2-紧密堆积成面心立方体。根据紧密堆积原理，在其中含有由4个O2-离子围成的四面体空隙(A位置) 64个，由6个O2-离子围成的八面体空隙(B位置)32个。在一般的尖晶石结构中，64个四面体空隙中的8个由Mg2+离子占据，32个八面体空隙中的16个由Al3+离子占据，形成立方晶铬。如此构成的AB2O4晶体结构，称为正尖晶石结构。

合成尖晶石

在尖晶石的结构中，阳离子Mg2+、Al3+也可以保持着尖晶石的立方对称而采取其它分布状态。如果半数的(8个)三价阳离子Al3+(B离子)取代二价阳离子Mg2+(A离子)占据的 8个四面体空隙，16个八面体空隙则由Mg2-(A)和余下的半数A13+(B)占据，形成B(AB)O4 型尖晶石，这种结构称为反尖晶石结构。正、反尖晶石结构对比如表9-1所列。

表1正、反尖晶石结构对比

一般而言，铝系和铬系尖晶石化合物都是正尖晶石结构;而Cu、Mg、Mn、Fe2+、CO、Ni等的亚铁酸盐系尖晶石大部分都是反尖晶石结构，只有Zn和Cd的亚铁酸盐例外，属于正尖晶石结构。

用通式A2-B23+O42-表示的二价和三价阳离子组合成的尖晶石型氧化物属于最常见的2-3 型尖晶石。在尖晶石结构中，并不仅限于这种组成，还存在着像Na2MoO4、Mg2TiO4等含有从一价到六价阳离子和即使不是复合氧化物但含有像γ-Fe2O3那样空位(用△表示)的尖晶石，举例如表9-2。阴离子也可以是氟(F)、氰(CN)和硫(S)。