Семейство шпинелей (шпинелидов) — семейство минералов, характеризующиеся кубической сингонией с общей формулой или , где — — .[1]
Минералы семейства шпинелидов с таким типовым составом согласно данным рентгенометрии, должны рассматриваться как сложные окислы, а не как соли кислородных кислот, то есть не как алюминаты, ферриты и др.[2]
Вследствие очень широко проявленного изоморфизма (особенно среди двухвалентных катионов) наряду с крайними членами известны промежуточные, значительно более часто встречающиеся. Многие из шпинелей промежуточного состава описывались под особыми названиями, некоторые названия трактовались по-разному; очень дробные классификации некоторых авторов, введение ими новых названий, а также изменение содержания принятых понятий привели к неопределенности в обозначениях, особенно для шпинелей промежуточного состава.[1]
Алюмошпинели | Феррошпинели | Хромшпинели | Ванадиошпинели | Титаношпинели | Сурьмашпинели | Гаусманита |
---|---|---|---|---|---|---|
Шпинель MgAl2O4 | Магнезиоферрит MgFe2O4 | Магнезиохромит MgCr2O4 | Магнезиокульсонит (Mn,Fe)(V,Cr)2O4 | Кандилит Mg2(Ti,Fe ,Al)O4 | Тегенгренит (Mg2(Sb,Mn)O4) | — |
— | — | Магнохромит (Mg,Fe)Cr2O4 | — | — | — | — |
Герцинит FeAl2O4 | Магнетит FeFe2O4 | Хромит FeCr2O4 | — | Ульвёшпинель FeTiO4 | — | — |
Галаксит (Mn,Fe)Al2O4 | Якобсит и Ивакиит MnFe2O4 | — | Кульсонит FeV2O4 | — | Филипстадит (Mn,Mg)2(Sb ,Fe)O4 | Гаусманит MnMn2O4 |
Ганит ZnAl2O4 | Франклинит (Zn,Fe)Fe2O4 | — | — | — | — | Гетеролит ZnMn2O4 |
— | Треворит NiFe2O4 | Хромпикотит (Mg,Fe)(Cr,Al)2O4 | — | — | — | — |
— | — | Алюмхромит Fe(Cr,Al)2O4 | — | — | — | — |
— | — | — | — | — | — | Марокит CaMn2O4 |
Кристаллическая структура минералов семейства шпинелидов довольно сложная. Кислородные ионы плотно упакованы в четырех плоскостях, параллельных граням октаэдра (кубическая плотнейшая упаковка). В структурном типе нормальной шпинели (n-шпинель) двухвалентные катионы, ( и др.) окружены четырьмя ионами кислорода в тетраэдрическом расположении, в то время как трехвалентные катионы ( и др.) находятся в окружении шести ионов кислорода по вершинам октаэдра. При этом каждый ион кислорода связан с одним двухвалентным и тремя трехвалентными катионами. Cтруктура характеризуется сочетанием изометрических «структурных единиц» — тетраэдров и октаэдров, причем каждая вершина является общей для одного тетраэдра и трех октаэдров. Эти особенности структуры хорошо объясняют такие свойства этих минералов, как оптическая изотропия, отсутствие спайности, химическая и термическая стойкость соединений, довольно высокая твердость и прочие.[2]
Шпинели, содержащие четырех- и двухвалентные элементы, всегда обращенные. Трех- и четырехвалентные катионы преимущественно занимают октаэдрические позиции; исключением являются которые предпочтительно располагаются в тетраэдрических позициях. Нормальная структура свойственна собственно шпинели, ганиту, герциниту, галакситу, хромшпинелям, . Несколько искаженную структуру этого типа имеют гаусманит, гетеролит и ромбомагноякобсит, дефектную шпинелеподобную структуру — - . Структуру шпинели имеют также некоторые сульфиды состава где — . а — (линнеит, зигенит, полидимит). Обращенная и близкая к ней структура характерна для магнетита, магнезиоферрита, ульвёшпинели, . [4]
Сингония шпинелей кубическая. пространственная группа — Fd3m. Z = 8. Удельный вес и показатели преломления шпинелей меняются в зависимости от состава. Физические свойства, особенно магнитные и электрические, зависят от положения катионов в структуре. Все шинели нормального типа имеют низкую, а шпинели обращенного типа, например, магнетит, высокую электропроводность.
В природных шпинелях в пределах каждого изоморфного ряда наблюдается более или менее полная совместимость, тогда как между членами различных рядов совместимость ограничена. Существуют непрерывные ряды от — — и до . Присутствие ильменита и герцинита в магнетите, гаусманита в якобсите в виде продуктов распада твердого раствора говорит об ограниченной смесимости шпинелей соответствующего состава. Изоморфные замещения заметно отражаются на размерах элементарной ячейки. Формула, предложенная Михеевым, отражает зависимость от размеров двух- и трехвалентных катионов: для промежуточных членов изоморфных рядов принимается среднее значение радиуса замещающих друг друга катионов.
Влияние содержания различных катионов на размер отраженно в регрессионной зависимости: где атомное количество — и — — .[5]
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .