尖晶石的晶體結構包扣哪些？

[正文]尖晶石的晶體結構包扣哪些？

　　尖晶石的晶體結構包扣哪些？接下來生辰石爲你尋找答案。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；還常以八面體面爲雙晶面和接合面構成雙晶，稱爲尖晶石律雙晶。

　　晶體結構
　　尖晶石晶體，屬于等軸晶系，爲面心立方，z=8。基本結構是氧按abc順序在垂直于（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爲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爲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爲二價陽離子，y爲三價陽離子。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于這兩種極端間的陽離子分布，其a、b位離子化合價比爲2：3。在現有百余種尖晶石結構化合物中，除2：3外電價比最常見的是4：2，其結構多爲反尖晶石結構，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+離子複合占據正常情況下b位的八面體間隙。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離子占八面體上的分數，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于化合物材料的性能有較大影響。對于常見的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，不僅有相當數量趨于混合型，且範圍程度不能確定，而且還有若幹品種完全不遵從這一規律。影響這種分布的因素極其複雜，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+。越往前傾向于四面體填隙，反之傾向于八面體填隙。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；還常以八面體面爲雙晶面和接合面構成雙晶，稱爲尖晶石律雙晶。尖晶石由接觸變質作用形成，或由岩漿結晶而産于基性、超基性火成岩中。透明而色澤豔麗的尖晶石是高檔寶石材料。