Журнал о Медицине
rss новости rss статьи rss все архив
Словарь научных терминов

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+. 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.

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

Л. Ф. Борисенко.


1. www.yoki.ru: Родившимся сегодня следует носить шпинель
26.11.2007
... до весны. "На Златоуста все поле пусто", говорили старики. Примечали: Частое ненастье да иней на деревьях — к хорошему урожаю. Родившимся в этот день следует носить шпинель. Именины отмечают: Герман и Иван, передает ...
Здоровье и профилактика Акушерство и гинекология Стоматология Красота Зрение Энциклопеди Адреса Реклама
Видео