尖晶石型的結(jié)構(gòu).docVIP

尖晶石型（AB2O4）結(jié)構(gòu)AB2O4型化合物中最重要一種結(jié)構(gòu)就是尖晶石，屬于尖晶石結(jié)構(gòu)的化合物有一百多種，一般A是二價金屬離子Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+等，B是三價金屬離子Al3+、Cr3+、Ga3+、Fe3+、Co3+等。正離子A、B總電價為8，氧離子作立方密堆，A、B則充填在氧離子間隙中。以MA尖晶石（MgOAl2O3）為例加以分析。圖1.37 尖晶石型（AB2O4）結(jié)構(gòu)1）鮑林規(guī)則（1），0.4140.732，CN+=6，0.4140.732，CN+應(yīng)該為6，但由于正離子的相互影響，CN+=4，整個結(jié)構(gòu)才穩(wěn)定。即Al-OAlO6八面體，Al3+填充在O2-形成的八面體中。Mg-OMgO4由面體，Mg2+填充在O2-形成的四面體中。(2)，即：一個O2-同時與三個Al3+和一個Mg2+相連，或三個AlO6八面體與一個MgO4由面體共頂相連。（3）八面體間可共棱共面，實際每二個AlO6八面體間共棱相連，四面體間不共頂。（4）低配位數(shù)的MgO4之間排后斥力較大，盡可能互不結(jié)合，而高配位的AlO6可以互相連接，在尖晶石結(jié)構(gòu)中，每一個O2-共用于一個MgO4和三個AlO6之間，（5）理想的尖晶石晶體中，除Mg2+、Al3+外，不再含其它正離子，Mg-O總是形成MgO4四面體，Al-O總是形成AlO6八面體，每一個O2-周圍總是一個Mg2+和Al3+。2）結(jié)構(gòu)特點一個晶胞可分成8個小立方體，共面的小立方體是不同類型的，（即質(zhì)點排列情況不一樣），而共棱的小立方體是相同類型（質(zhì)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+占據(jù)四面體空隙，B塊主要顯示Al3+占據(jù)八面體空隙。A塊離子排列情況：4個O2-位于頂角和面心處，即O2-作面心立方堆積，3/2個Al3+位于6條邊中心，即處于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，即處于O2-堆積體的四面體空隙中。B塊離子堆積情況：4個O2-位于面心和頂角處與A塊一樣，5/2個Al3+位于體心和六條邊中心，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(jié)構(gòu)中存在較多空位。如果16個Al3+中有8個Al3+占據(jù)8個四面體空隙，另8個Al3+與8個Mg2+占據(jù)16個八面體空隙，形成的結(jié)構(gòu)稱反尖晶石結(jié)構(gòu)，通式B(AB)O4。如鎂鐵尖晶石 Fe3+(Mg2+Fe3+)O4MgOFe2O3磁鐵礦 Fe3+( Fe 2+Fe3+)O4FeO Fe2O3，F(xiàn)e3O43）、尖晶石特點：Al-O、Mg-O均形成較強離子鍵，結(jié)構(gòu)牢固，硬度大（8），熔點高（2135），比重大（3.55），化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無解理，是重要的耐火材料。（七）、氧化物結(jié)構(gòu)的一般規(guī)律各種氧化物結(jié)構(gòu)最顯著的特點是與O2-的密堆有密切關(guān)系，大多數(shù)簡單的氧化物結(jié)構(gòu)，可以在O2-近乎密堆的基礎(chǔ)上形成，而正離子處于合適的間隙位置上，抓住這個基本點，不同結(jié)構(gòu)的相似性就明顯了，弄清立方密堆和六方密及其形成的四面體，八面體空隙分布，分析方法：1、鮑林規(guī)則分析，解決多面體形狀，幾個多面體共幾個頂相