Ti02
v2o3
Сг20ч
МпО
1 |
|
1 |
1 |
Рутил |
Тетрагональ РЦтпт |
Рутил |
|
а-ТЮ2 |
ная |
|
|
Анатаз, |
» |
14/amd |
|
Р-ТЮ2 |
|
|
|
Брукит |
Ромбическая Pbca |
|
|
Тригональ- |
R3c |
a-AI20 3 |
ная |
|
|
> |
R3c |
а-А120 3 |
|
1 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
а=0,4584, |
2 |
6 |
3 |
0,324 |
(8); |
0,249 (6); |
0,219 |
|||||
с=0,2953 |
|
|
|
(3); |
0,169 (10); |
0,162 (3); |
||||||
|
|
|
|
0,1355 (3) |
|
|
|
|
|
|||
а=0,3733, |
4 |
6 |
3 |
0,352 |
|
(10); |
0,237 |
(3) |
|
|||
с = 0,937 |
|
|
|
0,188 (4) ; 0,170 (3); 0,166 |
||||||||
|
|
|
|
(3); |
0,1480 |
(2,5) |
|
|
|
|||
а=0,5436, |
8 |
6 |
3 |
0,346 |
(6); |
0,322 (10); |
|
|||||
с=0,9166 |
|
|
|
0,287 |
(6), |
0,245 (8); |
|
|||||
|
|
|
|
0,1681 |
(10); |
0,1619 (6); |
||||||
|
|
|
|
0,1356 (8) |
|
|
|
|
|
|||
а=0,4933, |
2 |
6 |
4 |
0,365 |
(6); |
|
0,270 (8); |
|||||
£=0,1394 |
|
|
|
0,247 |
(6); |
0,169 (10) ; |
||||||
|
|
|
|
Э,1429 (3) |
|
|
|
|
|
|||
а = 0,4950, |
2 |
6 |
4 |
0,362 |
(4,5); |
0,267 (7); |
||||||
с= 1,1665 |
|
|
|
0,247 (7); |
0,217 (3); |
|
||||||
|
|
|
|
0,181 |
(4,5); 0,167 (10) ; |
|||||||
|
|
|
|
0,1465 (3); |
0,1432 (4,5) |
|||||||
Манганозит Кубическая Fm3m |
NaCl |
а=0,4435 |
4 |
6 |
6 |
0,2561 |
(8); 0,2218 (10); |
||
|
|
|
|
|
|
0,1568 |
(10); |
0,1337 (8); |
|
|
|
|
|
|
|
0,1280 |
(8); |
0,1 № (7); |
|
|
|
|
|
|
|
0,1018 |
(8); |
0,0992 |
(10); |
|
|
|
|
|
|
0,0905 |
(10), |
|
|
Оксид
РШ
Ge02
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 3 |
|||||
|
|
Простран |
|
|
Число |
Координаци |
|
Основные |
|
|
|||
Минерал. |
Система |
Структурный |
Параметры |
фор |
онное число |
дифракционные максимумы |
|||||||
Модифи |
ственная |
муль |
|
|
(межплоскостиые |
|
|||||||
кация |
|
группа |
тип |
решетки, |
ных |
кати |
кисло |
расстояния) Д, нм |
|
||||
|
|
симметрии |
|
им |
еди |
(в скобках — относительная |
|||||||
|
|
|
|
|
ниц |
она |
рода |
|
интенсивность) |
|
|
||
Бунзенит |
Кубическая Fm3m |
NaCl |
0,4195 |
4 |
6 |
6 |
0,2417 (8); 0,2085 (10) ; |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1476 |
(9); |
0,1261 |
(9); |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1208 (9); 0,1045 (7) |
|
||||
a-Ge02 |
Тригональ- |
P3i2i |
|
а=0,498, |
3 |
4 |
2 |
0,432 (20); 0,3429 (100); |
|||||
(высокотем |
ная |
|
|
С=0,5652 |
|
|
|
0,2366 |
(20); |
|
0,2159 |
|
(20); |
пературный) |
|
|
|
|
|
|
|
0,1870 |
(15); |
0,1568 |
(15) |
||
p-Ge02 |
Тетрагональ P4fmnm |
Рутил |
а=0,439, |
2 |
6 |
3 |
0,3108 (100); 0,2399 (60); |
||||||
(низкотем |
ная |
|
|
с = 0,286 |
|
|
|
0,1620 (50); 0,1555 (17); |
|||||
пературный) |
|
|
|
|
|
|
|
0,1305(20); |
|
0,1300 (17) |
|||
Y2O 3 |
|
Кубическая |
1оЗ |
Мл20 3 |
а=1,0605 |
16 |
6 |
4 |
0,434 |
(15); 0,3060 (100); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2652 (30); 0,2080 (10) ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1874 (45); 0,1599 (30) |
|
Zr02 |
Бадделеит |
Моноклин |
Р Ы с |
Искаженная |
а= 0,521, |
4 |
8 |
4 |
0,319 |
(10); 0,285 (8) ; |
|
a-Zr02 |
ная |
|
решетка ти |
6=526, |
|
|
|
0,263 |
(3) ; 0,185 (3) ; |
|
(низкотем |
|
|
па флюорита с = 0,537 |
|
|
|
0,181 |
(4); 0,166(2,5) |
|
пературный)
|
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
P-Zr02 |
Тетрагональ |
|
Флюорит |
а= 0,507 |
4 |
8 |
4 |
0,293 (10); 0,1808 (6); |
|||||
|
(высокотем ная |
|
|
|
|
|
|
|
0,1788 (10); 0,1530 (10); |
|||||
|
пературный) |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1471 (6); 0,1269 (6); |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1165 (7); |
|
0,1104 (6); |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1041 |
(7) |
|
|
|
La20 3 |
|
Тригоиаль- |
Р3т1 |
La20 3 |
а =0,394, |
1 |
7 |
6; 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ная |
|
|
с=0,615 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ce02 |
|
Кубическая |
Ftri&m |
Флюорит |
а = 0,5395 |
4 |
8 |
4 |
0,3124 (100); 0,2706 (30); |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1913 (50); |
0,1632 (45); |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1241 |
(15); |
0,1104 (10); |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0915 (15) |
|
|
|
|
Hf02 |
|
Моноклин |
Я2,/с |
|
а= 0,511, |
|
|
|
0,2945 (100); 0,2545 (80); |
|||||
|
|
ная |
|
|
/>= |
514, |
|
|
|
0,1819 (80); |
0,1809 (80); |
|||
|
|
|
|
|
6 = |
0,528 |
|
|
|
0,1780 (80); |
0,1564 (80); |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1528 (80); |
0,1517 (80) |
|||
Th02 |
Торианит |
Кубическая |
FrnZtn |
Флюорит |
а= 0,557 |
4 |
8 |
4 |
0,3216 (10); |
|
0,2776 (8); |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1964 |
(10); |
|
0,1675 (10); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1277 |
(8); |
0,1074 |
(8) |
|
раэдрических пустот плотной гексагональной упаковки атомов кис лорода, т. е. имеют координационное число 4.
Т а б л и ц а 4. Структурная характеристика шпинелей (кубическая система,
проаранственная группа симметрии F d3m , Z = 8)
Соединение |
Минерал |
Параметр |
Межплоскостные расстояния d, нм |
решетки, |
|||
|
|
нм |
|
MgOAI2O3 |
Магнезиаль |
0,8075 |
0,2439; 0,2018; 0,1558; 0,1429; 0,1233; |
|
ная (благо |
|
0.1166 |
|
родная) |
|
|
MgO-СггОз |
шпинель |
0,8321 |
0,2514; 0,2080; 0,1605; 0,1473; 0,1270; |
Магнезио- |
|||
Mg0-Fe203 |
хромит |
0,8382 |
0,1201 |
Магнезио- |
0,2532; 0.2094; 0,1619; 0,1483; 0,1281; |
||
Fe0A I20 3 |
феррит |
0,8136 |
0,1210 |
Герцинит |
0,2458; 0,2034; 0,1570; 0,1441; 0.1242; |
||
FeO-СггОз |
Хромит |
0,8360 |
0,1175 |
0,2525; 0,2090; 0,1613; 0,1478; 0,1275; |
|||
Fe0-Fe20 3 |
Магнетит |
0,8396 |
0,1206 |
0,2541; 0,2098; 0,1612; 0,1479; 0,1277; |
|||
МпО-АЬОз |
Галаксит |
0,8287 |
0,1209 |
0,2497; 0,2071; 0,1559; 0,1467; 0,1265; |
|||
ZnO* А120 з |
Ганит |
0,8078 |
0,1197 |
0,2440; 0,2019; 0,1559; 0,1429; 0,1233; |
|||
Zn0C r203 |
Хромоцин |
0,8312 |
0,1167 |
0,2512; 0,2078; 0,1604; 0,1471; 0,1269; |
|||
|
ковая шпи |
|
0,1200 |
|
нель |
|
|
ОI |
часто |
В простых оксидах с общей формулой Мег 0 3 весьма |
|
встречается структурный тип корунда, к которому кроме |
а-А120 3 |
принадлежат, например, структуры гематита a-Fe20 3, Сг20 3, V20 3 и т. д. В основе подобных структур лежит гексагональная плотная упаковка анионов кислорода, в которой уже не все, а только 2/3 ок таэдрических пустот заняты катионами металла. Подобную же структуру имеют и некоторые двойные оксиды, например изоморф ный гематиту ильменит F e 0 T i0 2, структура которого образуется, если в Fe20 3 заменить половину катионов железа на катионы ти тана.
Многие простые оксиды с общей формулой Ме^Ог кристаллизу ются в структурном типе флюорита CaF2, например Th02, Се02, U 02, Z r02 (искаженная структура флюорита), или структурном ти пе рутила ТЮ2, например G e02, Ti02, M n02, М о02, W 02 и т. д.
Способность крупных по размеру катионов участвовать наряду с кислородом в плотной упаковке атомов приводит иногда к тому, что соединения, имеющие одинаковые эмпирические формулы, су щественно отличаются по своей структуре. Если, например, срав нить ильменит F eO T i0 2 и перовскит СаО-ТЮ2, то в первом плот ную упаковку создают только анионы О2-, а катионы Fe2+ и Ti4+ распределяются в пустотах этой упаковки, в перовските же в плот
38
ной упаковке участвуют наряду о О2также и катионы Са2+, а в пустотах располагаются только катионы Ti4+.
Большая группа сложных двойных оксидов кристаллизуется в структурном типе шпинели. К собственно шпинелям относятся крис таллизирующиеся в кубической системе двойные оксиды с общей
формулой Ме2+0 -М е2+0 3, где Ме2+ — Mg, Fe, Mn, Zn, Be, Ni, Co, Ca, Ba, Sr, Cd, Pb, a Me3+ — Al, Fe, Mn, Cr, Ga, La и др. Следует
отметить, что не все соединения, ко |
|
|||||||
торые по своей формуле Ме0*Ме20 3 |
|
|||||||
и свойствам должны быть отнесены |
|
|||||||
к шпинелям, кристаллизуются в ку |
|
|||||||
бической системе. Например, решет |
|
|||||||
ки В е0А 120 3 и Са0-Сг20 3 принад |
|
|||||||
лежат |
к ромбической |
системе. В то |
|
|||||
же время |
некоторые |
соединения с |
|
|||||
общей |
|
формулой |
2Ме2+0 •Ме4+02, |
|
||||
например 2M g0-T i02, кристаллизу |
|
|||||||
ются в решетке шпинелей и поэтому |
|
|||||||
тоже могут быть отнесены к этому |
|
|||||||
классу |
соединений. В |
зависимости |
|
|||||
от вида |
катиона |
Ме3+ различают |
|
|||||
алюмошпинели |
(например, |
благо |
|
|||||
родная |
шпинель M g0*Al20 3, герци- |
|
||||||
нит F e 0 A l20 3 и др.), |
феррошпине |
|
||||||
ли |
(например, |
|
магнезиоферрит |
|
||||
M g 0 F e 20 3, магнетит |
Fe0*Fe20 3), |
|
||||||
хромошпинели |
(например, |
ферро |
|
|||||
хромит Fe0*Cr20 3 и др.) и т. д. |
|
|||||||
Собственно шпинели имеют гра- |
|
|||||||
нецентрированную |
кубическую эле- |
Рис. 7. структура благородной |
||||||
ментарную |
ячейку, |
содержащую |
шпинели MgOAI20 3 |
|||||
8 формульных единиц. Основу струк туры составляет плотнейшая куби
ческая упаковка из анионов кислорода, в которой на 32 аниона кислорода в каждой элементарной ячейке приходятся 32 октаэд рические и 64 тетраэдрические пустоты. Из общего числа этих 96 пустот только 16 октаэдрических и 8 тетраэдрических заняты катионами металлов. В зависимости от распределения катионов металлов по октаэдрическим и тетраэдрическим положениям раз личают шпинели нормальные, обращенные (обратные) и смешан ные.
В нормальных шпинелях двухзарядные катионы металла Ме2+ располагаются в тетраэдрических пустотах, а трехзарядные катио ны Ме3+— в октаэдрических (рис. 7). Общую структурную форму
лу таких шпинелей можно записать в виде Mef^ Mefej’ 0 4 (индекс
внизу означает координационное число катиона по кислороду). Та кую структуру имеют, например, MgAl20 4, СоА120 4, ZnFe20 4,
39