|
2. Структура шпинели
Структура шпинели характерна для соединений типа Х 2+ У2+О 42-где Х и Y- катионы, из которых хотя бы один принадлежит к группе переходных элементов, О-кислород (известны также шпинели, в которых анионами являются F-, С1-, CN-, S-2, Sе-2, Те-2). В так называемых нормальных шпинелях катион Х является двухвалентным (Mg2+, Mn2+, Fe2+,Ni2+, Zn2+), катион Y-трехвалентным (Al3+, V3+, Cr3+, Fe3+, Мп3+).
Кристалл шпинели имеет ГЦК-решетку, в узлах которой расположены анионы, образующие плотнейшую кубическую трехслойную упаковку. Катионы располагаются в междоузлиях, заполняя их лишь частично. Элементарная ячейка шпинели - куб с удвоенным ребром: она состоит из 8 катионов X, 16 катионов Y и 32 анионов. На 32 аниона плотнейшей упаковки приходится 32 октаэдрические и 64 тетраэдрические пустоты, но из них катионы занимают 8 тетраэдрических (А-узлы) и 16 октаэдрических (В-узлы). В общей формуле шпинели X(Y2)O4 или X(XY)О4 круглыми скобками выделены катионы, занимающие В-узлы. Каждый анион окружен одним X- и тремя У-катионами (рис.. 1). Каждый катион Х окружен четырьмя анионами, удаленными от него на расстояние 1/8 пространственной диагонали элементарной ячейки, т. е. на ,где а - параметр элементарной ячейки. Координационный многогранник для Х-катионов-тетраэдр. Каждый Y-катион окружен шестью анионами, отстоящими от него на расстоянии а/4, его координационный многогранник - октаэдр. Таким образом, структура построена из тетраэдров и октаэдров и каждый ион кислорода принадлежит одному тетраэдру и трем октаэдрам.
Если разделить элементарную ячейку шпинели на 8 октантов, то анионы расположены одинаково во всех октантах: в каждом октанте по четыре аниона, образующих тетраэдр.
|
На уровень вверх
Купить