赤铁矿的晶体化学特征

赤铁矿的晶体化学特征第一页，共18页。实例二、赤铁矿的晶体化学特征化学组成：

Fe占69.94%、O占30.06%；化学式：Fe2O3，常含有Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg等类质同相混入物，有时也含有SiO2、Al2O3。结点上粒子：Fe3+、O2-；由于O2-变形性小，不用考虑离子极化现象。粒子间作用力：离子键；晶体结构：晶格中结点上大的粒子阴离子O2-（晶体半径1.4Å，离子体积11.5Å3）做六方或立方最紧密堆积晶体半径较小的Fe3+（晶体半径0.64Å，离子体积1.09Å3

）填充2/3的四面体或八面体空隙第一页第二页，共18页。第一层第二页第三页，共18页。第二层第三页第四页，共18页。12121212………123123123123………第三层第四页第五页，共18页。六方最紧密堆积单位晶胞立方最紧密堆积单位晶胞第五页第六页，共18页。四面体空隙第六页第七页，共18页。八面体空隙第七页第八页，共18页。第八页第九页，共18页。Fe3+-O2-阴阳离子间的静电引力计算F=K·Z+Z-e2/(Rc+Ra)（单位：库伦）式中—F阴离子与阳离子之间的静电引力，（C库伦）；

Z+Z-阴阳离子的电价，ZFe3+=3；ZO2-=2；

e电子的电量，1.6×10–19（C）；

Rc

阳离子半径，Rc(Fe3+)=0.067nm=6.7×10-11m；Ra

阴离子半径，Ra(O2-)=0.132nm=1.32×10-10m；K常数，9×109N·m2/C2；求得：FFe-O=6.947×10-18C第九页第十页，共18页。φ=100{1-exp[-(XFe-XO)2/4]}

式中——φ化合物中离子键的百分数;

XFe铁原子的电负性，1.8；XO氧原子的电负性，3.5。求得φ=51.4%Fe3+—O2-键离子键百分数的计算第十页第十一页，共18页。σ=(KWkWa/CN·d2)·β式中—σ阴阳离子的键合强度;

K键合强度系数,大小取决于共价程度;Wk

正离子电价，+3;Wa

负离子电价，-2;CN正离子配位数=6，R+/R-=0.67/1.32=0.507;dFe3+-O2-离子间距，1.99nm;β键合弱化系数,β=0.7～1.0。相对键合强度越大,键越牢固,矿物解理时键就越难断裂。Fe3+-O2-键的相对键合强度计算第十一页第十二页，共18页。Fe3+-O2-平均键价的计算S=(R/R0)–N式中—S键价；R键长=R++R-=0.67+1.32=1.99nm；R0为S=1时的R值，也称为单价键长；

N为大于1的数值，N越大，S随R的变化就越敏感；

R0、N是与原子种类、价态有关的经验常数，查表求得；

R0（Fe3+）=1.78；N（Fe3+）=5.7故S=0.529每个原子所连各键的键价之和等于该原子的原子价。第十二页第十三页，共18页。F=Z/CN·rc2式中—F键力;Z成键电子与核分开后,原子核的电价数;CN离子配位数;rc

离子共价半径,其中rcX=[d-(r0X

+r0M)]/2+r0XrcM

=[d-(r0X

+r0M)]/2+r0Md离子间距;r0鲍林离子半径,r0O=0.132Å,r0Fe=0.067Å;

离子键极性计算公式λ=(FO-FFe)/(FO+FFe)式中—FO氧离子的键力;FFe铁离子的键力;λ键力的比值,λ越大,表示键的极性越大,所占的离子键成分越大。Fe3+-