Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ШПИНЕЛИ

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+. Шпинели - 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
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

Шпинели 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 шпинели: 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 шпинелей определяется степенью окисления основных катионов и наличием примесей. По окраске и составу выделяют разновидности: благородная шпинель (балэ-рубин, или рубицелл) - рубиново- и огненно-красная до сиренево-розовой (хромофор Сr3+); сапфировая шпинель - 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 шпинель, 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 шпинелей раств. в конц. к-тах и все раств. в р-рах KHSO4 и Na2CO3. Шпинели- гл. носители магн. св-в горных пород; нормальные шпинели имеют низкую электропроводность, обращенные -высокую. Плотн., параметры кристаллич. решетки и др. св-ва шпинелей зависят от состава и распределения катионов.
Для шпинелей характерны высокотемпературные условия образования; они устойчивы к выветриванию, образуют россыпи. В природе шпинели 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 шпинель - 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. шпинелей (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 шпинели лежат в основе разнообразных магн. материалов и диэлектриков, используемых для изготовления элементов запоминающих устройств ЭВМ.

Лит.: Энциклопедия неорганических материалов, т. 2, К., 1977, с. 750-51; Горная энциклопедия, т. 5, М., 1991, с. 435.

Л. Ф. Борисенко.

___

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн