ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.
 
Всё о Химии - Ximia.org

ШПИНЕЛИ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


ШПИНЕЛИ (от нем. Spinell, уменьшит. от лат. spina - шип, терновник: по форме кристаллов), минералы класса сложных оксидов общей ф-лы АМ2О4, где A - Mg2+, Zn2+, Mn2+, Fe2+, Ni2+, Со2+; М- А12+, Mn3+, Fe3+, V3+, Cr3+, Ti4+. Ш.- системы твердых р-ров с широким изоморфизмом катионов А и М; в пределах каждого изоморфного ряда смесимость минералов полная, между членами разл. рядов ограниченная. В зависимости от содержания преобладающего катиона М различают группы: алюмошпинели, ферришпинели, хромошпинели, титаношпинели, ванадиошпинели (табл.).

СВОЙСТВА ПРИРОДНЫХ ШПИНЕЛЕЙ
Минеральный вид
Формула
Параметр кристаллич. решетки, нм
Плотн.,

г/см3

nD
Расположение катионов
Алюмошпинели
Шпинель
MgAl2O4
0,8084
3,55
1,719
Н
Ганнит
ZnAl2O4
0,8107
4,62
1,805
Н
Галаксит
(Mn, Fe)Al2O4
0,8181
4,04
1,920
Н
Герцинит
FeAl2O4
0,8153
4,40
1,835
Н
Ферришпинели
Магнезиоферрит
MgFe2O4
0,8391
4,52
2,38
ОБ
Франклинит
(Zn, Mn)Fe2O4
0,8420
4,34
2,36
Н
Якоб сит
MnFe2O4
0,8510
4,87
2,3
ОБ
Магнетит
FeFe2O4
0,8397
5,20
2,42
ОБ
Треворит
NiFe2O4
0,8430
5,20
2,3
ОБ
Хромошпинели
Хромит
FeCr2O4
0,8381
5,09
2,16
Н
Магаохромит
(Mg, Fe)Cr2O4
0,8307
4,43
2,00
Н
Хромпикотит
(Mg, Fe)(Cr, Al)2O4
0,8232
4,13
1,892
Н
Титаношпинель
Ульвёшпинель
Fe2TiO4
0,8530
4,78
ОБ
Ванадиошпинель
Кульсонит
FeV2O4
0,8297
5,15
Н

Ш. кристаллизуются в кубич. сингонии, образуя гл. обр. октаэдрич. кристаллы. Элементарная ячейка включает 32 аниона О, к-рые образуют плотнейшую кубич. упаковку с 64 тетраэдрич. (катионы занимают 8) и 32 октаэдрич. (занимают 16) пустотами. По характеру распределения катионов в тетраэдрич. позициях выделяют Ш.: нормальные (Н; 8 тетраэдров занято катионами А2+, 16 октаэдров - катионами М3+); обращенные (ОБ; 8 тетраэдров занято М3+, 16 октаэдров - 8А2+ и 8М3+ , причем катионы А2+ и М3+ в октаэдрич. пустотах могут распределяться как статистически, так и упорядочение); промежуточные.
Цвет Ш. определяется степенью окисления основных катионов и наличием примесей. По окраске и составу выделяют разновидности: благородная Ш. (балэ-рубин, или рубицелл) - рубиново- и огненно-красная до сиренево-розовой (хромофор Сr3+); сапфировая Ш.- голубая до синей (до 3,5% FeO); хлорошпинель- травяно- и оливково-зеленая (Fe3+); плеонаст, или цейлонит,- непрозрачная черно-зеленая до черной (до 15% FeO); цинксодержащая ганношпинель - голубовато-зеленая, темно-синяя, фиолетовая; пикотит- высокохромистая Ш., непрозрачная черно-зеленая до черной; примеси хромофоров обусловливают также оранжевую, красновато-бурую и коричневую окраски.
Все минералы отличаются высокой твердостью (5-8 по минералогич. шкале), термич. и хим. стойкостью. Большинство Ш. раств. в конц. к-тах и все раств. в р-рах KHSO4 и Na2CO3. Ш.- гл. носители магн. св-в горных пород; нормальные Ш. имеют низкую электропроводность, обращенные -высокую. Плотн., параметры кристаллич. решетки и др. св-ва Ш. зависят от состава и распределения катионов.
Для Ш. характерны высокотемпературные условия образования; они устойчивы к выветриванию, образуют россыпи. В природе Ш. часто встречаются в виде акцессорных минералов (входят в состав горных пород в кол-вах менее 1% по массе). Крупные пром. скопления образуют только ферришпинели и хромошпинели - важные руды для получения Сr, выплавки Fe и попутного извлечения V; благородная Ш.- драгоценный камень (россыпи в Мьянме и Шри-Ланке). Многие минералы применяют также в качестве катализаторов хим.-технол. процессов (напр., в синтезе этиленоксида), в произ-вах керамики, огнеупоров, термостойких красок.
Известно большое число синтетич. Ш. (получают сплавлением или спеканием соответствующих оксидов при 1400-1920 °С, а также нагреванием А1- и Mg-содержащих минералов, напр. мусковита), в к-рых, кроме катионов, характерных для прир. минералов, могут содержаться ионы Са, Li, Cd, Сu, W, Ga, Ge, Ag, Sb, Nb, In. Как разновидность ферритов эти Ш. лежат в основе разнообразных магн. материалов и диэлектриков, используемых для изготовления элементов запоминающих устройств ЭВМ.


===
Исп. литература для статьи «ШПИНЕЛИ»:
Энциклопедия неорганических материалов, т. 2, К., 1977, с. 750-51; Горная энциклопедия, т. 5, М., 1991, с. 435.

Л. Ф. Борисенко.

Страница «ШПИНЕЛИ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учеников, учителей, студентов и просто химиков