尖晶石的晶体结构是怎样的

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他说谎，说好的白头变成了好聚好散。

尖晶石晶体，属于等轴晶系，为面心立方，Z=8。基本结构是氧按ABC顺序在垂直于(111)方向堆积。四面体与八面体层相间，四面体与八面体数之比为2:1。尖晶石结构可看作氧离子形成立方最紧密堆积，再由X离子占据64个四面体空隙的1/8，即8个A位，Y离子占据32个八面体空隙的1/2，即16个B位。由此得出尖晶石单位晶胞的通式为X₈Y₁₆O₃₂，简约后常写作XY₂O₄〔1～5〕。

尖晶石的晶体包括正常尖晶石型结构、反尖晶石型结构。

正常尖晶石型结构：氧离子成立方紧密堆积，三价阳离子占据六次配位的八面体空隙，二价阳离子占据四次配位的四面体空隙。正尖晶石结构，结构通式XY₂O₄，X为二价阳离子，Y为三价阳离子。其中X占据四面体位置，Y占据八面体位置。

反尖晶石型结构：二价阳离子和半数三价阳离子占据八面体空隙，另半数三价阳离子占据四面体空隙。反尖

尖晶石

晶石型结构又称倒置尖晶石型结构。若结构中所有的X阳离子和一半的Y阳离子占据八面体位置，另一半Y阳离子占据四面体位置，则称反尖晶石结构，结构通式Y[XY]O₄。磁铁矿(Fe²⁺FeO₄)的结构即属此种类型。

大多数天然尖晶石都具有介于这两种极端间的阳离子分布，其A、B位离子化合价比为2：3。在现有百余种尖晶石结构化合物中，除2：3外电价比最常见的是4：2，其结构多为反尖晶石结构，如TiMg₂O₄，TiZn₂O₄，TiMn₂O₄。反型结构可看作8个A位离子与16个B位离子中的8个进行相互换位，即8个Y²⁺离子进入四面体间隙（A位），而剩下8个Y²⁺离子与8个X⁴⁺离子复合占据正常情况下B位的八面体间隙。除正反两种极端情况外，还可能有混合型中间状态分布。这样可用反分布率α定量表示X离子占八面体上的分数，从而将各种尖晶石结构通式扩充如下：

正型：（X）四面体〔Y₂〕八面体O₄，α=0；

反型：（Y）四面体〔X，Y〕八面体O₄，α=1；

混合型：（Y_α，X_1－α）四面体〔X_α，Y_2－α〕八面体O₄，0<α<1。

正与反型的属性及反位的程度对于化合物材料的性能有较大影响。对于常见的2∶3和4∶2电价比的尖晶石结构，似乎前者趋正型，后者趋反型。但纵观全部物种，不仅有相当数量趋于混合型，且范围程度不能确定，而且还有若干品种完全不遵从这一规律。影响这种分布的因素极其复杂，有离子键的静电能、离子半径、共价键的空间分布、晶体场等诸多方面。根据经验数据可将大部分二、三价离子的优先顺序排出：Zn²⁺，Cd²⁺，Ga²⁺，In³⁺，Mn²⁺，Fe³⁺，Mn³⁺，Fe²⁺，Mg²⁺，Cu²⁺，Co²⁺，Ti³⁺，Ni²⁺，Cr³⁺。越往前倾向于四面体填隙，反之倾向于八面体填隙。阳离子的分布对尖晶石型材料的性能也有重大影响〔1，4〕。