四氧化三铁的结构

化学教学 2 0 0 1 年 第 8期 四氧化三铁的结构 高 娃 呼和浩特市赛罕 区教研 室 内蓑呼和浩特 0 1 O 2 0 文章 编号 1 0 0 5 6 6 2 9 2 0 0 1 l 0 8 一 O O 4 6 0 1 中国分 类号 C 6 3 3 8 文献标识码 C 0 4 可 由铁 或 F e O 在空气 或 氧气 中加热 1 6 7 3 K 或 在 真 空 中加 热 0 3到 5 2 3 K制 得 F 0 4 是具磁性的黑色晶体 又称磁性氧化铁 不溶 于酸或碱 是电的良导体 一 射 线研究结 果证 明 0 4是 F e 一F e 混合氧化态的化 合物或 F e U 1 酸盐 像 0 4 一 样 即化学式为 F e F e F e 仉 习惯 上仍用 F e 3 o 4 表示 但不能看成 r e O和 F 的混合 氧化物 r e O F e 2 0 3 F 仉 是 由 F e F e 3 0 2 一 通过离子键而组成 的复杂离子晶体 离子间的排列方式与尖晶石构型 相 仿 尖晶石的化学式为 M g A 1 2 0 其晶体 的基本结 构是由 O 一 按等径 圆球立方密堆积 C C F 排列起来 的 而 M 等正离子填充在负离子形 成的空 隙 中 立方密堆积的排列中密置层按 A B C A B C 的方 式叠加 在这种等径圆球的堆积中留下两种不同类 型的空隙 四面体空隙和八面体空隙 这两类空 图 l 等径圆球密堆结构中两类不同的空隙 隙的产生如图 1所示 由图可见 四面体空隙是 由 一 层三个球和另一层一个球形成 如图 2 因四个 球的球心指向正 四面体的顶点 此四个球所包 围的 空隙就称为四面体空隙 八面体空隙是由一层三个 球与另一层三个球所形成 如图 3 因六个球的球 心指向正八面体的顶点 此六个球所包围的空隙就 称为八面体空隙 由图可见 八面体空隙比四面体 空隙要大些 图2 正 四面 体空 隙 图 3 正八面体 空隙 尖 晶石的结构就是 由 0 2 一 构成 的立方密堆 积 1 1 中 有告的四 面体 空隙 被M 占 据 专的 八面 体空 隙被 A P 占据 由于 个 O 一 在晶体 中可产生 2 n 个 四面体空隙和 个八面体空隙 所以该晶体化学 式可写成 M g A l 2 0 4 这种构型用 A B 2 O 4 来表示 方括号内是占据八面体空隙的离子 故 尖晶石可 写 成 I g A 1 2 0 4 尖晶石构型的一种重要变体是反尖 晶石构型 即 B A B I O 型 这里 B离子有一半在四面体空隙 中 A离子 和另一 半 B离子 在八 面体 的空 隙 中 仉就属于 这种 反式构型 即 的 在四 面体 空隙中 而 和其余 r e 3 离子在八面体空隙 中 故其构 型可用 F e F e F e U 1 O 4 来 表 示 因为晶体中含有交替排列着的 F le 2 和 F le 3 电 子很容易因电场影响从 F e 2 转移到 F e 3 因而 四氧 化三铁具有较高的导 电性 参考文献 1 赵蛀罔 南等无机化学 M 北京 北京师范大学出版 杜 1 9 8 7 2 儿美 F A 科簟等 南等无机化学 下昔 M 北京