尖晶石族

尖晶石族（英語：Spinel group）是一類礦物的總稱，具有通式AB₂X₄，為等軸晶系，X陰離子（通常是氧族元素，如氧和硫）為立方緊密堆積，A與B占晶格中的部分八面體和四面體空隙^[1]^[2]。A、B可以是二價、三價或四價的陽離子，通常為鎂、鋅、鐵、錳、鋁、鉻、鈦和硅。尖晶石中的氧也可能被其他氧族元素所替代。

尖晶石超族成員及底下的子分類

尖晶石族成員包括:^[3]

氧尖晶石族 （AB
2O
4）
- 尖晶石亞族 （A²⁺B3+
  2O
  4）
  - 尖晶石（鎂鋁尖晶石） – MgAl₂O₄
  - 鋅尖晶石 - ZnAl₂O₄
  - 鋅鐵尖晶石 - (Fe,Mn,Zn)(Fe,Mn)₂O₄
  - 鉻鐵礦 - Fe²⁺Cr³⁺₂O₄
  - 磁鐵礦 - Fe²⁺Fe³⁺₂O₄
  - 鐵尖晶石 - Fe²⁺Al₂O₄
  - 錳尖晶石 - MnFe₂O₄
  - 鎳磁鐵礦 - NiFe₂O₄
- 鈦鐵尖晶石亞族 （A⁴⁺B3+
  2O
  4）
  - 鈦鐵尖晶石 - TiFe₂O₄
  - 尖晶橄欖石 - SiMg₂O₄，存在於地球內部及隕石中

硫尖晶石族 （AB
2S
4）
- 硫銅鈷礦亞族 （A+
  B3.5+
  2S
  4）
  - 硫銅鈷礦（英語：Carrollite） - CuCo
    2Se
    4
  - 硫銅鎳礦（英語：Fletcherite） - CuCo
    2Se
    4
- 硫鈷礦亞族
  - 硫鈷礦（英語：Linnaeite） - Co²⁺Co³⁺
    2S
    4
  - 硫鎘銦礦（英語：Cadmoindite） - CdIn
    2S
    4
  - 硫銦鐵礦（英語：Indite） - FeIn
    2S
    4
  - 輝鎳礦（英語：Polydymite）（硫鎳礦） - FeIn
    2S
    4
  - 硫鈷鎳礦（英語：Siegenite） - CoNi
    2S
    4
  - 紫硫鎳礦（英語：Violarite） - Fe²⁺Ni³⁺
    2S
    4
  - 興中礦（英語：Xingzhongite） - Pb²⁺Ir³⁺
    2S
    4

硒尖晶石族 （AB
2Se
4）
- 方硒鈷礦亞族 （A²⁺B3+
  2Se
  4）
  - 方硒鈷礦（英語：Bornhardtite） - Co²⁺Co³⁺
    2Se
    4
  - 方硒鎳礦 - Ni
    3Se
    4
  - 硒銅鈷鎳礦（英語：Tyrrellite） - Ni
    3Se
    4

尖晶石結構

尖晶石族礦物的空間群可以是Fd3m（跟鑽石相同），但是在某些情況（如尖晶石本身，MgAl
2O
4，當溫度超過456.6K時^[4]）實際上會是四面體的F43m^[5]^[6]^[7]^[8]。

通常尖晶石結構中氧離子的排列方式非常接近立方最密堆積，每個分子式單元有八個四面體和四個八面體位點（晶胞則為八倍）。其中四面體空隙比八面體空隙小，B離子佔據八面體空位的二分之一，而A離子佔據四面體空位的八分之一^[9]^[10]。

延伸閱讀

Biagoni, C.; Pasero, M. The systematics of the spinel-type minerals: An overview. American Mineralogist. 2014, 99 (7): 1254–1264. Bibcode:2014AmMin..99.1254B. S2CID 102231166. doi:10.2138/am.2014.4816.
尖晶石結構—Steven Dutch
尖晶石結構（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

參考文獻

^ Robert J. Naumann: Introduction to the Physics and Chemistry of Materials （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） CRC Press, 2008, ISBN 978-1-4200-6134-5. Retrieved 15 April 2018.
^ H-J Meyer: Festkörperchemie （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） in: H-J Meyer (ed.), Riedel Moderne Anorganische Chemie, Walter de Gruyter, 2012, ISBN 978-3-11-024900-2. Retrieved 15 April 2018.
^ Spinel Supergroup at Mindat. [2023-09-22]. （原始內容存檔於2023-05-30）.
^ Zhang, Liang; Ji, Guang-Fu; Zhao, Feng; Meng, Chuan-Min; Wei, Dong-Qing. The first-principle studies of the crystal phase transitions: Fd3m-MgAl2O4→F4-3m-MgAl2O4. Physica B: Condensed Matter. February 2011, 406 (3): 335–338 [2023-09-22]. Bibcode:2011PhyB..406..335Z. doi:10.1016/j.physb.2010.10.054. （原始內容存檔於2018-06-08）（英語）.
^ Robert John Lancashire. Normal Spinels. CHEM2101 (C 21J) Inorganic Chemistry - Chemistry of Transition Metal Complexes. University of the West Indies. [2023-09-22]. 原始內容存檔於2023-08-08.
^ N. W. Grimes; et al. New Symmetry and Structure for Spinel. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. Apr 8, 1983, 386 (1791): 333–345. Bibcode:1983RSPSA.386..333G. JSTOR 2397417. S2CID 96560029. doi:10.1098/rspa.1983.0039.
^ L. Hwang; et al. On the space group of MgAl
2O
4 spinel. Philosophical Magazine. Jul 1973. doi:10.1080/14786437308217448.
^ Assadi, M. Hussein N.; H., Katayama-Yoshida. Covalency a Pathway for Achieving High Magnetisation in TMFe₂O₄ Compounds. J. Phys. Soc. Jpn. 2019, 88 (4): 044706. Bibcode:2019JPSJ...88d4706A. S2CID 127456231. arXiv:2004.10948 . doi:10.7566/JPSJ.88.044706.
^ Sickafus, Kurt E.; Wills, John M.; Grimes, Norman W. Structure of Spinel. Journal of the American Ceramic Society. 2004-12-21, 82 (12): 3279–3292. doi:10.1111/j.1151-2916.1999.tb02241.x （英語）.
^ 余樹禎. 晶體的結構與性質. 渤海堂文化事業有限公司. 1993. ISBN 9789579324069.

[1] Robert J. Naumann: Introduction to the Physics and Chemistry of Materials （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） CRC Press, 2008, ISBN 978-1-4200-6134-5. Retrieved 15 April 2018.

[meyer-2] H-J Meyer: Festkörperchemie （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） in: H-J Meyer (ed.), Riedel Moderne Anorganische Chemie, Walter de Gruyter, 2012, ISBN 978-3-11-024900-2. Retrieved 15 April 2018.

[3] Spinel Supergroup at Mindat. [2023-09-22]. （原始內容存檔於2023-05-30）.

[4] Zhang, Liang; Ji, Guang-Fu; Zhao, Feng; Meng, Chuan-Min; Wei, Dong-Qing. The first-principle studies of the crystal phase transitions: Fd3m-MgAl2O4→F4-3m-MgAl2O4. Physica B: Condensed Matter. February 2011, 406 (3): 335–338 [2023-09-22]. Bibcode:2011PhyB..406..335Z. doi:10.1016/j.physb.2010.10.054. （原始內容存檔於2018-06-08）（英語）.

[5] Robert John Lancashire. Normal Spinels. CHEM2101 (C 21J) Inorganic Chemistry - Chemistry of Transition Metal Complexes. University of the West Indies. [2023-09-22]. 原始內容存檔於2023-08-08.

[6] N. W. Grimes; et al. New Symmetry and Structure for Spinel. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. Apr 8, 1983, 386 (1791): 333–345. Bibcode:1983RSPSA.386..333G. JSTOR 2397417. S2CID 96560029. doi:10.1098/rspa.1983.0039.

[7] L. Hwang; et al. On the space group of MgAl
2O
4 spinel. Philosophical Magazine. Jul 1973. doi:10.1080/14786437308217448.

[8] Assadi, M. Hussein N.; H., Katayama-Yoshida. Covalency a Pathway for Achieving High Magnetisation in TMFe₂O₄ Compounds. J. Phys. Soc. Jpn. 2019, 88 (4): 044706. Bibcode:2019JPSJ...88d4706A. S2CID 127456231. arXiv:2004.10948 . doi:10.7566/JPSJ.88.044706.

[9] Sickafus, Kurt E.; Wills, John M.; Grimes, Norman W. Structure of Spinel. Journal of the American Ceramic Society. 2004-12-21, 82 (12): 3279–3292. doi:10.1111/j.1151-2916.1999.tb02241.x （英語）.

[Yu1993-10] 余樹禎. 晶體的結構與性質. 渤海堂文化事業有限公司. 1993. ISBN 9789579324069.

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